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軽井沢での正体不明のUFO騒ぎで偶然テレビに写った一軒の家を目にしたことが、1人の少年と2人の少女にとって大きな転機となった。3人はいずれも、幼い女の子2人と男の子が遊ぶ場面を写した写真を持っており、写真の背景にその家が写っていたのである。

それから2年後。その1人、高校1年生の神城 麻郁は、幼い自分と一緒に写真に写るその家を借りて、フリーランスの在宅プログラマーとして一人暮らしをしていた。両親を知らず施設で育った彼は、自分の出生を調べていたが、なにも手がかりはなかった。そんな彼の下に、彼と同じ瞳の色をした2人の女の子、宮藤 深衣奈と小野寺 樺恋が訪ねてくる。2人とも例の写真を持っていて、自分が麻郁と血の繋がりをもつ双子の兄弟だと名乗る。

どちらが双子なのか判明しないまま奇妙な共同生活を始め、さらに同じ高校に通う事になる3人。やがて深衣奈と樺恋は、ぶっきら棒だが優しい麻郁に恋心を抱くようになる。肉親でなければ、その家にいられない。肉親であれば、恋人になれない。葛藤する2人は、「恋愛同盟」を結成して、互いの恋愛を応援しあうようになるのであった。