Na Academia Feminina Fujisaki, a presidente do conselho estudantil, Natsuo Maki, é a personificação da graça e perfeição, admirada por todas as jovens que frequentam a escola. Um dia, Riko Kurahashi entra na sala do conselho estudantil a fim de entregar algo, apenas para descobrir que Natsuo está praticando suas técnicas de beijo em um travesseiro, um ato pouco elegante. Riko descobre que Natsuo deseja mais romance em sua vida, o que a leva a praticar ""situações românticas"" em segredo.

Solidária, Riko concorda em ajudar Natsuo com sua pesquisa sobre amor. Chamado de ""Laboratório do Amor"", o projeto pratica aspectos essenciais de amor e romance, como esbarrar ""acidentalmente"" em alguém e dar as mãos. Logo, todo o conselho estudantil se une à diversão no Laboratório do Amor também! Através de sua pesquisa e encontros da vida real, o que eles aprenderão sobre romance?

Misturando personagens engraçados e situações cômicas, Love Lab constrói uma história de amizade e romance, sem nunca perder a graça.