芸能育成学園の俳優科に通う七瀬 陽（ななせ はる）は謎解きが好きで、人の感情を観察することは得意だが、自分の恋愛感情を理解できない青年だった。 ある日、映像科の親友・白石 魁人（しらいし かいと）に頼まれ、学園の生徒たちが出演する恋愛リアリティショー『Doki★ドキ！ラボ』に参加することになる。 番組で行われるのは、それぞれ秘密を抱えた男女がペアを組んで挑む恋愛ミッションと謎解き。 そこに参加していた女優志望の少女・反田朔夜（はんだ さや） なぜか彼女の言葉や仕草は、陽の心に閉ざされた記憶を揺さぶっていく。 そして番組で出題される謎もまた、陽にだけ奇妙な既視感を与え、蓋をしていた記憶を取り戻していく。 なぜ、この謎を陽だけが解けるのか。 そして最後――ある秘密が明かされる。 恋愛リアリティショー×デスゲーム(社会的制裁)×謎解きミステリー。 最後に暴かれる「嘘つき」は、誰なのか。