Memasuki periode hidup di mana mereka bukan lagi anak-anak namun belum sepenuhnya dewasa, Hanabi Ayase dan Aoi Yui yang berusia 12 tahun menghadapi peristiwa-peristiwa yang mengubah hidup. Karena perilaku nakal teman-teman sekelas laki-lakinya, Ayase tidak memiliki pandangan yang baik terhadap lawan jenis. Namun, pandangannya mulai berubah setelah ia dipasangkan dengan Takao Yuuto yang baik hati untuk tugas sekolah dan tanpa terduga berbagi ciuman pertama mereka di atap sekolah.
Dengan sahabatnya yang menemukan cinta, Aoi merindukan untuk mencari cintanya sendiri. Ia mendapati dirinya jatuh cinta pada Kazuma Hiyama yang gegabah setelah Kazuma melindunginya dari seorang pengagum yang ditolak dan telah membicarakannya di belakang punggung.
12-sai.: Chicchana Mune no Tokimeki mengikuti keempatnya dalam fase remaja ini. Saat mereka tumbuh bersama, romansa manis ini menggambarkan kepolosan dan kegembiraan cinta pertama.
