《谜之彼女X》围绕着高中生男主春亮展开。春亮是个有点孤僻的男孩，在学校里存在感较低。一次偶然的机会，他在图书馆遇到了神秘少女芹泽文乃。文乃行为举止怪异，会在发呆时流出口水，还让春亮品尝她的口水，这一奇特举动让春亮的生活从此改变。此后，两人的关系逐渐升温，他们开始了一段与众不同的恋爱。在相处过程中，文乃身上的谜团也慢慢被揭开。他们一起经历了校园里的各种趣事，也面临着来自同学的异样眼光和误解。但春亮始终陪伴在文乃身边，两人在这份独特的感情中相互成长，共同探索着彼此内心深处的秘密。