Oreki Houtarou est un type « économe en énergie », qui dépense le moins d'énergie possible pour faire seulement les choses qu'il doit faire. Lorsqu'il entre au lycée, sa sœur aînée lui envoie une lettre lui demandant de rejoindre le Classics Club. Le club comptait beaucoup pour elle et le nombre de ses membres a été réduit à zéro. Houtarou s'inscrit au club à contrecœur, pour découvrir que quelqu'un d'autre l'a également rejoint ! Il s'agit de Chitanda Eru, une jolie fille aux grands yeux et dotée d'un immense sens de la curiosité. Un mystère surgit qui suscite l'intérêt d'Eru et attire également l'ami de Houtarou, Fukube Satoshi. Ils continuent de résoudre des mystères banals ensemble, et bientôt ils attirent également l'ami de Satoshi et Houtarou, Ibara Mayaka. Mayaka a le béguin flagrant pour Satoshi depuis le collège, mais il repousse toujours ses avances. Ensemble, ils recherchent la vérité dans un mystère qui implique l'histoire du Classics Club.