Shôyô Hinata, surnommé Shô, aime plus que tout jouer au volley-ball et ce, malgré sa petite taille. Malheureusement, suite à une sévère défaite, son club de collège a été dissous, tous les membres étant partis. Mais Shô est bien décidé à jouer de nouveau et choisit son futur lycée en fonction de son ambition. Il intègre donc le lycée Karasuno, où a joué son idole, le Petit Géant, tout en espérant faire aussi bien que lui.

Hôtarô Oreki est un lycéen, qui agit toujours de manière assez désinvolte et réfléchie. Un jour, il pénètre dans le "Koten Bu" (Club de littérature classique) tel que recommandé par sa sœur aînée, car ce dernier n'a plus aucun membre et risque d'être dissous. Il y rencontre Eru Chitanda, Satoshi Fukube et Mayaka Ibara. Chitanda est d'une nature très curieuse qui ne laisse jamais tomber un mystère tant qu'elle ne connait pas la fin de l'histoire. Fukube, quant à lui, a une excellente mémoire mais n'arrive pas à construire ses propres hypothèses. Ibara est assez stricte avec les autres, tout comme elle-même. Au fil de l'histoire, le Club de littérature classique va alors résoudre plusieurs enquêtes, certaines plus conséquentes que d'autres, afin de satisfaire la curiosité de Chitanda ou encore sous la demande d'autres élèves. Cette série montre que la vie normale peut être pleine de petits mystères, que ce soit des histoires familiales, un film d'étudiant ou même les fleurs fanées qui composent une histoire de fantôme.