《謎之彼女X》是屬於校園戀愛喜劇作品，故事的男主角椿明本是一名普通的都立風見台高校2年生，但自從一位布滿了“謎”的轉校生卜部美琴到來的時候，椿明的校園生活也變得不再普通了。卜部美琴是一名並不會進行社交活動的孩子，她的愛好是在上下課間的小休睡覺。但有一天，椿明卻在她睡覺中叫醒了她，並不小心地舔了她的口水，而美琴也因此而喜歡上了椿明！