L'amore è insolito per Koizumi, Risa e Ootani Atsushi, che stanno entrambi cercando di trovare il loro partner ideale al liceo: Koizumi è alto 172 cm, è molto più alto della media delle ragazze e Ootani è molto più basso della media dei ragazzi, con i suoi 156 cm. Per aggiungere alla loro situazione, le loro cotte si innamorano l'una dell'altra, lasciando Koizumi e Ootani comicamente agitati e con il cuore spezzato. A peggiorare le cose, vengono persino etichettati come un duo comico dal loro insegnante di classe a causa delle loro personalità e della netta differenza nelle loro altezze, e i loro compagni di classe pensano persino alle loro discussioni come sketch. Lovely★Complex segue Koizumi e Ootani mentre si incoraggiano a vicenda a trovare l'amore e diventano amici intimi. A parte le loro ridicole buffonate, scoprono presto un'inaspettata somiglianza nei loro gusti musicali e di moda. Forse possiedono una chimica ancora sconosciuta, ma l'amore potrebbe mai sbocciare tra la coppia male assortita?