Aishiteruze Baby gira en torno a la vida de Kippei Katakura, quien es un chico muy popular de secundaria; y que normalmente coquetea con cualquier chica que ve, sin pensar en sus sentimientos. Su vida da un giro cuando un día queda a cargo de la custodia temporal de su prima menor Yuzuyu, quien tiene 5 años de edad. Kippei se convence de que debe aprender a convertirse en la "madre” que necesita Yuzuyu a partir de ese momento. Como Kippei aprende a cuidar de Yuzuyu, también aprende a interpretar los sentimientos de Kokoro, una tranquila chica de su escuela.