Cinta bukanlah hal yang biasa bagi Risa Koizumi dan Atsushi Ootani, yang keduanya berusaha mencari pasangan ideal mereka di sekolah menengah—Koizumi yang berpostur 172 cm jauh lebih tinggi dari rata-rata gadis, sementara Ootani yang berpostur 156 cm jauh lebih pendek dari rata-rata pria. Untuk memperparah keadaan, orang yang mereka sukai jatuh cinta satu sama lain, meninggalkan Koizumi dan Ootani dalam keadaan bingung dan patah hati secara komikal. Untuk memperburuk keadaan, mereka bahkan dijuluki sebagai duo komedi oleh guru kelas mereka karena kepribadian mereka dan perbedaan tinggi badan yang mencolok, dan teman sekelas mereka bahkan menganggap perdebatan mereka sebagai sketsa komedi.
Lovely★Complex mengikuti Koizumi dan Ootani saat mereka saling mendukung dalam mencari cinta dan menjadi teman dekat. Selain tingkah laku konyol mereka, mereka segera menemukan kesamaan tak terduga dalam selera musik dan fashion mereka. Mungkin mereka memiliki chemistry yang belum diketahui, tapi bisakah cinta tumbuh di antara pasangan yang tidak cocok ini?
