鸣海孝之是一位面临考试的三年级学生，每天平平凡凡地生活。他与死党平慎二及水泳部主将速濑水月一直是好友的关系。后来他认识了一直对他有好感的凉宫遥。在速濑水月穿针引线下向孝之表白成功。

同样喜欢孝之的正是他的好朋友速濑水月，她知道孝之和凉宫遥开始恋爱后变得迷失。在暑假结束的一天，当孝之正赶往与凉宫遥约会途中遇到速濑水月，她以生日的借口希望孝之买一只戒指作为生日礼物，怎知这就是恶梦的开始：当孝之来到与凉宫遥的约会地点时，看到一个已经在处理中的伤害现场以及染血的蝴蝶结，那人就是为了等待迟到的鸣海孝之而遇上车祸的凉宫遥。

三年后，孝之放弃大学深造而成为餐厅侍应，水月放弃游泳而成为OL，两人过着同居生活。一天孝之收到凉宫遥苏醒的消息，但凉宫遥的记忆还停留在三年前，孝之、水月及凉宫遥的家人欺骗凉宫遥，说她在昨天遇到车祸。孝之在这三年里仍然无法忘记凉宫遥，正面临影响三人命运的交叉点。由于电视动画版是依据游戏版水月路线的结局，2007年推出OVA版(游戏中凉宫遥结局)。

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主人公·焰莲回到曾经住过的街道·神之原，感受到了违和感。他确实应该在这条街道住过，却对那时的事情没有记忆。此时，莲的智能手机突然被安装了从没见过的游戏，其名为《怪物弹珠》。他带着从手机中飞向现实世界的怪物，在街道中展开了战斗!经过战斗，莲注意到了在自己体内沉睡的谜之记忆的正体，以及，怪物弹珠究竟是何物。与握有钥匙的水泽葵、影月明、若叶皆实一起，如今的莲正迈出通往谜团的一步，对于前方沉睡着无法想象的真相一事，仍然一无所知。