En una sociedad futurista, el Japón ha puesto en práctica un complejo sistema denominado "Los hilos rojos de la ciencia" para fomentar el éxito de los matrimonios y combatir las tasas de natalidad cada vez más bajas. Sobre la base de un cálculo de compatibilidad, el gobierno asigna a los jóvenes de 16 años de edad parejas matrimoniales, con graves repercusiones que esperan a los que desobedecen el acuerdo. Para Yukari Nejima, un adolescente que se considera promedio en todos los sentidos, este sistema podría ser su mejor oportunidad para vivir una vida plena.

Sin embargo, espoleado por su encaprichamiento por su compañero de clase y su enamoramiento de larga data, Misaki Takasaki, Yukari desafía el sistema y confiesa su amor. Después de una reticencia inicial, Misaki responde a sus sentimientos en un momento de pasión. Desafortunadamente, antes de que ambos puedan continuar su relación, Yukari recibe su notificación de matrimonio. Entonces es arrojado a una confusa red de amor y miente cuando su menos emocionada pareja asignada, Ririna Sanada, se fascina con su romance ilícito.