Niji-iro Days śledzi barwne losy i miłosne perypetie czterech licealistów: Natsukiego Hashiby, marzyciela o nieco naiwnym podejściu do miłości; Tomoyi Matsunagi, narcystycznego playboya mającego wiele dziewczyn; Keiichiego Katakury, sadysty o specyficznych upodobaniach, który zawsze nosi przy sobie bicz; oraz Tsuyoshiego Naoe, otaku, którego dziewczyna uwielbia cosplay.
Gdy w wigilię Bożego Narodzenia dziewczyna bezceremonialnie rzuca Natsukiego, chłopak zalewa się łzami na środku ulicy. Wtedy nieznajoma w stroju Świętego Mikołaja wręcza mu paczkę chusteczek. Natsuki natychmiast zakochuje się w dziewczynie, którą okazuje się być Anna Kobayakawa – szczęśliwym trafem uczęszczająca do tej samej szkoły. Staraniom Natsukiego o względy Anny powinny towarzyszyć spokój i prostota, jednak ku jego przerażeniu, wścibscy koledzy nieustannie mieszają się w jego relację, sami próbując odnieść sukcesy we własnych miłosnych zmaganiach.
