Gerçek aşkı arayışıyla Kanako Miyamae, ailesinin orada birbirine aşık olmasından ilham alarak Ame no Kisaki Katolik okuluna transfer olur. Ancak ortada tek bir fark vardır: Erkekler Kanako'da kurdeşen dökülmesine neden olduğu için, aslında tüm kızlardan oluşan okula aynı cinsten bir partner bulmak için gelmiştir. Güzel Mariya Shidou ile tanıştığında Kanako, o özel kişiyi bulduğuna inanır; ancak Mariya'nın göründüğünden daha fazlası vardır - Kanako'nun ilk aşkının aslında bir kız gibi giyinen bir erkek olduğu ortaya çıkar. Mariya, Kanako'nun saf olmayan niyetlerini açıklamakla tehdit eder, eğer gerçek cinsiyetini gizli tutarsa ve işleri daha da kötüleştirmek için, onu yakından izleyebilmek amacıyla orijinal oda arkadaşının yerine geçer. Maria†Holic, Kanako'nun yanlış yerlerde aşk arayışını ve hayallerindeki kızı arayışını takip eder - yani, eğer Mariya'nın oda arkadaşı olarak hayatta kalabilirse!