True tears suit la vie d'un lycéen, Shinichirô Nakagami. Jeune garçon très créatif, il habite chez ses parents ; une étudiante de son école, Hiromi Yuasa, y loge également depuis la mort de son père, ami de la famille. L'anime se déroule un an après son arrivée chez les Nakagami. Shinichirô connaît Hiromi depuis longtemps, mais elle est froide et distante quand ils sont à la maison et il ne sait pas comment lui parler. Au lycée Hiromi est populaire, sportive et sourit beaucoup, mais Shinichirô sait qu'elle doit cacher ses peines. Shinichirô rencontre au lycée une fille étrange appelée Noe Isurugi qui lui souhaite du malheur quand Shinichirô la taquine ; ils se réconcilent et Shinichirô apprend d'elle qu'elle a « donné ses larmes ». Shinichirô aime aussi passer du temps avec ses amis Miyokichi Nobuse et Aiko Endô au magasin imagawayaki de la famille d'Aiko.
Le générique du début de l'anime contient des paysages des monts Tateyama dans la préfecture de Toyama, où se déroule l'anime. Le studio d'animation qui produit True tears, P.A. Works, est basé à Jôhana (dans la même préfecture) et des lieux montrés dans la série sont basés sur la ville. Toutefois, la ville de True tears est située sur la mer, tandis que Jôhana est à l'intérieur. Deux des noms de famille utilisés dans la série, Isurugi et Kurobe, sont des toponymes de la préfecture de Toyama.
