Otome Kaijuu Caramelise sigue a Kuroe Akaishi, una callada y reservada estudiante de instituto acostumbrada a estar sola. Su rutina empieza a cambiar cuando conoce a Arata Minami, un compañero de clase brillante y apuesto que es lo bastante amable como para tenderle la mano a una marginada como ella. A medida que Kuroe empieza a sentir que el corazón se le acelera cerca de él, la vergüenza se vuelve peligrosa: cuanto más intensas se vuelven sus emociones, más apéndices monstruosos, parecidos a un kaijuu, emergen de su cuerpo, y cuando esos sentimientos alcanzan su punto álgido, desata toda la magnitud de su transformación.
Lo que empieza como un tímido enamoramiento pronto se convierte en un extraño choque de belleza, miedo y afecto. Con un misterioso monstruo cerniéndose sobre Japón, Kuroe queda atrapada entre sus propios sentimientos desbordantes y la amenaza que su condición supone para todos los que la rodean. ¿Podrá Minami aceptar a la chica que hay detrás del kaijuu y corresponder a sus sentimientos, o huirá asustado por su forma colosal? La respuesta podría decidir si la juventud palpitante de Kuroe se convierte en un romance frágil o en una fuerza devastadora capaz de sacudir el mundo.
