《失忆少女物语》讲述了东京国际学校的高中生直美（堀北真希 饰）因一次意外从台阶跌落，不仅身体受伤，更失去了过去四年的记忆。唯一残留在她脑海中的，是一个模糊的接吻画面。这段零碎的记忆如同梦魇般萦绕着她，让她不断在现实中寻找与之对应的身影。渐渐地，她的注意力锁定在三个截然不同的男生身上：温柔体贴的学长（松山健一 饰）、默默守护的同窗（手越佑也 饰）以及热情开朗的美国留学生（安东•尤金 饰）。 　　为了找回失去的记忆与真爱，直美开始主动接近这三个男生，试图从他们的言行举止中拼凑出真相。然而，每一次试探都阴差阳错地偏离预期——学长的关怀背后藏着难以言说的秘密，同窗的陪伴始终若即若离，留学生的热情又显得过于浮于表面。记忆中的吻与现实中的感情始终无法完美重合，这让直美陷入更深的困惑与焦虑。 　　就在她几乎放弃希望时，一次偶然的契机让直美恢复了全部记忆。当往事如潮水般涌来，她终于明白，那个深藏心底的身影既不是光芒四射的学长，也不是朝夕相处的同窗，更不是异国风情的留学生。真相揭晓的瞬间，直美才意识到，真正的爱情早已以最平凡的方式存在于她的生命里，只是失忆让她暂时遗忘了那份最纯粹的感动。