Alice & Zoroku comienza con Sana, una niña que ha pasado toda su vida en un laboratorio como sujeto de pruebas. Es una de varios niños dotados de "Alice's Dream", un poder que convierte la imaginación en realidad; la capacidad de Sana puede ignorar las leyes de la física y crear cualquier cosa que imagine. Aislada del mundo exterior y desesperada por ver qué hay más allá de los muros de la instalación, escapa del centro de investigación y se topa en un minimercado con Zouroku Kashimura, un anciano florista de carácter terco.
Cuando sus perseguidores no tardan en alcanzarla, Zouroku se ve arrastrado a sus problemas quiera o no. En lugar de darle la espalda, se pone del lado de Sana, la ayuda a enfrentarse a quienes la persiguen y les dice sin rodeos lo que piensa. Con el tiempo, acaba ofreciéndole un lugar donde quedarse con su familia, incluida Sanae Kashimura, y la historia pasa a centrarse en la vida cotidiana y las dificultades de este improbable hogar mientras Sana y Zouroku aprenden a convivir. A través del vínculo que va creciendo entre ambos, Alice & Zoroku equilibra la calidez con el conflicto que rodea a las otras chicas que poseen Alice's Dream, construyendo su fantasía en torno al reto silencioso de crear un hogar para alguien que nunca ha tenido uno de verdad.