Tokimeki Memorial: Only Love ceritanya dimulai ketika Riku Aoba, seorang siswa SMA yang baru saja pindah ke sekolah elit bernama Tsugumi Academy. Kehidupan baru Riku di sekolah ini ternyata jauh lebih rumit dan aneh dari yang dia bayangkan. Sekolah ini terkenal dengan para muridnya yang eksentrik dan berbagai kegiatan ekstrakurikuler yang tidak biasa.
Riku segera menarik perhatian tiga gadis utama di sekolah tersebut: Sayuri Amamiya, seorang gadis cantik dan populer yang ramah dan baik hati; Mina Yayoi, anggota klub renang yang energik dan agak kekanak-kanakan; dan Tsukasa Kasuga, seorang gadis cerdas dan serius yang menjadi ketua OSIS. Masing-masing dari mereka memiliki kepribadian unik dan alasan tersendiri untuk tertarik pada Riku.
Di tengah-tengah kesibukannya beradaptasi dengan kehidupan sekolah yang penuh kejadian aneh, Riku mendapati dirinya terjebak dalam situasi romantis yang rumit. Dia harus belajar mengimbangi hubungan dengan ketiga gadis ini sambil menghadapi berbagai masalah yang muncul, baik di sekolah maupun dalam kehidupan pribadinya.
