W poszukiwaniu prawdziwej miłości Kanako Miyamae przenosi się do katolickiej szkoły dla dziewcząt Ame no Kisaki, zainspirowana tym, jak jej rodzice poznali się tam i zakochali. Jest jednak pewna różnica: ponieważ mężczyźni wywołują u Kanako wysypkę, tak naprawdę przybyła do szkoły dla dziewcząt, aby znaleźć partnerkę tej samej płci. Kiedy poznaje piękną Mariyę Shidou, Kanako wierzy, że znalazła tę wyjątkową osobę; jednak Mariya kryje w sobie coś więcej, niż się wydaje – okazuje się, że pierwsza miłość Kanako jest tak naprawdę chłopcem przebierającym się za dziewczynę. Mariya grozi ujawnieniem jej "nieczystych" zamiarów, chyba że Kanako zachowa jego prawdziwą płeć w tajemnicy, a na dodatek zastępuje jej pierwotną współlokatorkę, aby móc ją teraz mieć na oku. Maria†Holic śledzi losy Kanako, która szuka miłości w niewłaściwych miejscach i marzy o dziewczynie swoich snów – o ile tylko przetrwa bycie współlokatorką Mariyi!