《理科生坠入情网，故尝试证明。》改编自山本阿里弗雷德创作的同名漫画作品。故事发生在彩玉大学信息科学专业的理科研究室内，冰室菖蒲（雨宫天 配音）与雪村心夜（内田雄马 配音）是同在这里从事研究工作的两名研究生。某日，令心夜始料未及的是，自己竟突然收到了菖蒲的告白。然而，身为万事皆以科学为上的理科研究生，对于“爱情”自然也要用符合逻辑的证据去证伪。在心夜看来，“‘喜欢’是没有逻辑根据的！如果不能用逻辑证明自己是否真正喜欢对方，就不能说是喜欢，作为理科生也是不合格的！”为了证明菖蒲对自己的爱确有其事且迹可循，心夜带领着整个实验室开启了一场关于“恋爱”定义的证明实验。伴随着这场实验的展开，实验室里一群个性鲜明的可爱研究员们也加入其中：每天都像佣人一样被使唤来使唤去的解说员奏言叶（原奈津子 配音）、性格反复无常且过于以自我为中心的棘田惠那（大森日雅 配音），以及表面看来是个不良少年、实际上却是个纯情死宅的犬饲虎辅（福岛润 配音）。约会实验、分析喜欢的构成要素、测量心率实验、情绪的数值化测量……个性过强的理科生们用逻辑理论来证明“恋爱”，一场既搞笑又充满甜蜜“狗粮”的理科恋爱喜剧就此拉开帷幕！