"Sakura-sou no Pet na Kanojo" segue a vida de Sorata Kanda, um estudante do ensino médio que vive no Sakura-sou, um dormitório para os alunos problemáticos da Escola de Artes Suimei. A vida de Sorata muda drasticamente quando ele é encarregado de cuidar de Mashiro Shiina, uma artista brilhante mas socialmente inepta, que só se interessa por desenhar. Enquanto tenta lidar com as excentricidades de Mashiro e dos outros moradores do Sakura-sou, Sorata começa a entender o verdadeiro significado de amizade e seus próprios sonhos para o futuro.