Lovely Complex est l'histoire d'une relation entre deux personnages complexés par leur taille.
Risa Koizumi est une fille qui mesure 172cm, ce qui fait d'elle une personne de grande taille comparé aux autre filles de son école (la taille moyenne d'une japonaise est de 158.6cm[3]). Au contraire, Atsushi Ootani (ou Otani) est un garçon qui ne mesure que 158cm, ce qui ne l'empêche pas de jouer dans un club de basketball.
Ces deux personnages sont référés à un duo d'humoristes, les All Hanshin Kyojin dont un "All Hanshin" est vraiment petit, et un "All Kyojin" est vraiment grand. Risa et Ootani sont surnommés de cette façon malgré eux, à cause de leur différence de taille et de leurs chamailleries incessantes. Mais leur taille les empêchent de s'épanouir complètement: ils manquent de confiance en eux pour ce qui est des relations avec les personnes du sexe opposé.
Durant les vacances d'été, Risa Koizumi et Atsushi Otani tombent amoureux de deux autres personnages et décident de s'entraider et de s'encourager mutuellement pour vaincre leurs complexes et essayer de séduire les élus de leurs coeurs...
Mais à force de rester aux côtés de Atsushi Ootani, Risa ne commence-t-elle pas à devenir amoureuse de lui ?
