某处海边，不擅与人交际的女孩麻生绮罗（饭丰万理江 饰）和内心藏着悲伤往事的男孩樫野零（藤谷太辅 饰）邂逅。令女孩始料未及的是，零正是新学期里她的同班同学。在一系列事件后，两人相互吸引，爱情之花悄然绽放。而就在此时，一名美少年转到了绮罗和零的班级。对方名叫桐岛牧生（洼田正孝 饰），是零已经去世的弟弟圣和的好友。他对零抱有超越了友谊的异样感情，因此决然不愿见到零和绮罗卿卿我我的样子，想方设法要拆散二人。三个青年男女的命运就这样被紧紧缠绕在了一起……

《致命恋爱》是一部围绕连环杀人事件讲述三个男女间的浪漫搞笑故事的电影，融合惊悚、浪漫、幽默多种元素的风格。河智苑扮演热情高涨的推理小说家，一路追踪连环杀人犯。千正明扮演片中河智苑的好朋友，是一名刑警，陈柏霖扮演让女主角脸红心跳的帅气暖男，将与女主角上演一段浪漫情缘。

片以有着“日本威尼斯”之称的富山县射水市为舞台，讲述了患有轻度认知障碍的女子・真白，初次坠入爱河后的故事。全篇外景都在富山取景拍摄。