ボクは宇宙人に恋をした。

朝長海里は学年トップの成績を誇る優等生で、宇宙に関しては徹底した懐疑派。ある日、彼はひょんなことから、宇宙研究部の部長であり唯一の部員である風変わりな南部先輩と関わることになる。廃部の危機に瀕した部活に彼を勧誘しようとする彼女との出会いが、朝長の日常を思いがけない方向へと動かしていく。

コミカルな騒動や何気ない交流を重ねる中で、朝長は地球外生命体の存在を信じてやまない南部先輩の突飛な言動に振り回されていく。しかし、そんな彼女の揺るぎない主張に、懐疑心を抱きながらも次第に興味を惹かれ、二人の距離は少しずつ縮まっていく。

果たして朝長は合理的な立場を守り通せるのか、それともこの“宇宙人”な先輩の魅力に屈してしまうのか。