Le "conservateur d'énergie" Hotaro Oreki rejoint le Classic Lit Club de son lycée à la demande de sa sœur, pour l'empêcher d'être fermé. Rejoindre également le club sont son meilleur ami, Satoshi Fukube, et Eru Chitanda, une fille curieuse qui aime les mystères.

Eru s'ennuie du manque d'activités du club et suggère qu'ils préparent une anthologie à soumettre au festival culturel de l'école à l'automne. En recherchant les anthologies précédentes, le club découvre un mystère dans la bibliothèque de l'école.

Autour d'un café, Eru s'ouvre à Oreki pour expliquer pourquoi elle a rejoint le club et lui demande son aide pour une affaire personnelle. Toujours incapables de localiser des anthologies, les membres du club se heurtent à un obstacle en essayant de fouiller la salle précédente du club.

Eru décide de solliciter l'aide de Satoshi et Mayaka en supposant ce qui est arrivé à son oncle. Les membres du club se réunissent au domaine de Chitanda, où ils présentent leurs recherches et supposent ce qu'ils pensent être arrivé il y a 45 ans.

Hotaro est déchiré entre continuer sa vie "grise" et la vie "rose" que vivent les autres. Un appel téléphonique de la sœur de Hotaro l'amène à croire qu'il manque des éléments à sa théorie concernant les événements de l'expulsion de Sekitani.

Le cours d'histoire de Hotaro est interrompu par une explosion provenant du cours de mathématiques d'Eru, provoquant une discussion au club de littérature classique sur la nature des sept péchés capitaux et ce qui pourrait provoquer la colère d'Eru.

Pendant les vacances d'été, les membres du club de littérature classique font un voyage dans les montagnes pour séjourner dans une auberge thermale gérée par les parents de Mayaka. Là-bas, Eru et Mayaka voient ce qui semble être le fantôme d'un homme qui s'est pendu !

Une des connaissances d'Eru invite le club de littérature classique à une projection d'un film étudiant réalisé par les membres de la classe 2-F afin qu'ils puissent donner leur avis. Lorsque le film prend une tournure inattendue, le club est appelé à aider à trouver une solution.

À la recherche d'une conclusion à leur film, l'assistant réalisateur, l'accessoiriste et le publiciste rencontrent les membres du club de littérature classique un par un pour proposer leurs solutions au mystère du meurtre inachevé.

Après avoir rencontré Irisu, Hotaro a changé d'avis et se décide à résoudre le mystère du meurtre. Hotaro et Satoshi discutent de la nature de leur propre potentiel et de ce que chacun d'eux pourrait accomplir.

Lorsque les autres demandent à Hotaro quelle est sa solution au mystère du meurtre, il commence lui-même à en douter. Hotaro confronte Irisu concernant la raison pour laquelle elle a appelé le club de littérature classique pour l'aider à terminer le film.

La sœur de Hotaro rentre chez elle et donne à son frère léthargique un emploi temporaire en tant que maître nageur à la piscine de la ville. Satoshi invite Eru et Mayaka à voir Hotaro au travail, et le groupe tombe sur un petit mystère à résoudre.

C'est le premier jour du festival culturel de l'école, et les membres du club l'attendent avec impatience et appréhension. Ils doivent trouver un moyen de vendre tous les exemplaires de "Hyouka" qui ont été imprimés, aussi ardue que puisse paraître la tâche.

Satoshi essaie d'utiliser l'événement du club de quiz pour promouvoir celui de littérature classique. Eru se promène en battant les buissons pour trouver des moyens d'aider à vendre toutes les copies de "Hyouka". De plus en plus d'articles finissent par manquer dans divers clubs.

L'équipe de cuisine du club de littérature classique affronte trois autres équipes dans le cadre de la compétition chronométrée "Wild Fire" du club de cuisine. Cependant, Mayaka tarde à dessiner des affiches pour le club de mangas. Arrivera-t-elle à terminer à temps pour concourir ?

La curiosité d'Eru est attirée par l'éruption de vols dans les différents clubs, et lorsque Hotaro découvre un modèle de crimes, Satoshi propose un moyen de faire connaître le club de littérature classique via le journal de l'école afin qu'ils puissent vendre leurs anthologies.

Satoshi est prêt à ce que Jumoji frappe, mais lorsque la cible prévue est dépassée, il doit reconsidérer sa stratégie. Tomoe donne à Hotaro une copie de "A Corpse By Evening", et Eru remarque que le style artistique est similaire à celui qu'elle a vu ailleurs.

Eru apparaît dans une émission de radio de l'école, demandant à tous les autres élèves de se tenir aux côtés du club de littérature classique contre le voleur fantôme. Hotaro confronte la personne qu'il croit être Jumoji. Satoshi accepte ses attentes.

Tout en discutant dans la salle du club après l'école, Hotaro se souvient que l'un de ses professeurs au collège aimait les hélicoptères. Mais lorsque les autres contestent la caractérisation, Hotaro se demande s'il y a quelque chose de plus.

Hotaro dit à Eru qu'il peut trouver une explication plausible pour n'importe quelle situation à laquelle elle peut penser, ae à l'éclors quand une annonce apparemment banale de l'école est faite, elle le défie de comprendre la raison de l'annonce.

Au Nouvel An, Eru invite Hotaro à se joindre à elle pour rendre hommage à sa famille au sanctuaire de la ville. Cependant, quand Eru accepte de faire une course rapide, elle et Hotaro se retrouvent dans une situation inattendue et compromettante.

Au collège, Satoshi a rejeté le chocolat de la Saint-Valentin de Mayaka, alors cette année, elle travaille encore plus dur pour lui présenter un chef-d'œuvre de la Saint-Valentin. Mais lorsqu'il est porté disparu, la recherche est lancée pour découvrir ce qui lui est arrivé.

Hotaro est enrôlée par Eru pour apparaître dans un défilé du Festival des poupées que son sanctuaire local organise chaque année. Lorsque des travaux de construction provoquent inopinément un détour de dernière minute, les participants se demandent ce qui a mal tourné.