Midara na Ao-chan wa Benkyou ga Dekinai se centra en Ao Horie, una diligente estudiante de secundaria decidida a sacar las mejores notas en sus exámenes y a labrarse un futuro que no tenga nada que ver con la vergonzosa reputación que le ha dejado su padre, un famoso novelista erótico. No quiere más que pasar desapercibida y concentrarse en los estudios, pero ese objetivo se vuelve cada vez más difícil cuando su compañero de clase Takumi Kijima, un chico sincero que de verdad siente algo por ella, empieza a pasar más tiempo a su lado. Hasta la interacción más pequeña hace que Ao caiga en malentendidos desmesuradamente sugerentes, y su imaginación convierte la vida escolar cotidiana en una lucha constante contra la vergüenza.
Mientras Ao trata de estudiar, la serie mezcla un romance incómodo con la carga personal que arrastra de casa. La presión de los exámenes, los nervios por su flechazo y su historia familiar chocan continuamente, de modo que cualquier conversación puede convertirse en otro estallido de caos. Midara na Ao-chan wa Benkyou ga Dekinai funciona como una comedia romántica ligera sobre dos adolescentes que tropiezan poco a poco el uno hacia el otro mientras Ao intenta una y otra vez, y con frecuencia fracasa, mantener la mente en los libros. La dinámica entre ambos le da encanto a la historia: el afecto sincero de Takumi empuja la relación hacia delante, mientras que el pánico, el orgullo y la imaginación desbocada de Ao hacen que cada paso resulte tan frustrante como entrañable.