Yuuta Togashi es un chico que, durante la secundaria, tuvo "chuunibyou" (中二病? o "síndrome del octavo grado"). Se creía a sí mismo un personaje de fantasía con poderes sobrenaturales, el "Dark Flame Martes" por lo que acabó el colegio solo y sin amigos. Una vez "curado" de la "enfermedad", se avergüenza de su pasado y quiere empezar la preparatoria como un estudiante normal, marchándose a otro instituto lejano donde nadie le conoce. Sin embargo, esto le resultará difícil cuando otra adolescente con delirios, una chica llamada Rikka Takanashi, descubre la antigua identidad de Yuuta y se interesa por él.
A medida que el argumento progresa, Rikka se hace cada vez más cercana con Yuuta, quien la acepta a pesar de encontrar sus delirios irritantes y vergonzosos. Él ayuda a Rikka con un número de cosas, incluyendo fundar y mantener su club y hacerle de tutor. Cuando se van a unas vacaciones de verano, Yuuta descubre que el padre de Rikka murió de repente hace dos años debido a una enfermedad terminal él era muy cercano a su hija, lo que causó en Rikka una depresión de la solo logró salir gracias al chuunibyou. Yuuta accede a ayudar a Rikka a encontrar el 'Horizonte profundo', que cree que le llevará a su padre, y poco a poco los dos se enamoran.
Cuando Jana, una talentosa y apasionada arqueóloga, es elegida para un proyecto de exploración por el gobierno, no imagina que esta misión cambiará su vida para siempre cuando conoce al comandante Maximilian Hofmann; el prometido de la mejor amiga de Jana, por más que intenten evitarlo la atracción se vuelve cada vez más insoportable entre ellos, mientras se embarcan en una peligrosa expedición que los hará vivir una aventura llena de mentiras, secretos y erotismo. ¿Logrará Jana evitar mezclar sus sentimientos y su deseo?