１０年前に結婚を約束した美少女のことを今も想い続ける、夢見がちな高校生・小林三平太。ところがある日、彼の前にちっとも美少女じゃない人型ロボット・ケメコが現れ、結婚を迫る！　はたしてケメコは、敵か味方か、それとも本当に嫁なのか！？　三平太のデラックスな日々が、今ここに幕を開ける！

鋼鉄の花嫁《ケメコ》の同居で、高校生・三平太の日常は崩壊寸前！　しかも大企業《ミシマ電気》に何故だか命を狙われちゃって！？　そんな受難と女難の日々を過ごす三平太にも、高校生活最初の夏休みがやってきた！　幼馴染みや妹、そしてケメコと一緒の２泊３日のデラックスな夏のリゾートへ！

三平太は、花嫁（？）であるケメコの搭乗者・エムエムの正体を聞かされる。ミシマ電気前社長の娘であり、その社長を殺害した本人であるという衝撃の真実を知るが、それでも三平太はエムエムを信じることを決意する！

ゴタゴタの夏休みも終わり、平穏な日常を望む三平太のクラスに転校生・神代ユキナがやってきた。ユキナに惹かれていく三平太と、嫁であるケメコとの間に嵐の予感が……。

ケメコが行方不明となった翌日。学校帰りの三平太の前に、神代ユキナがボロボロの姿で現れる。実は彼女こそがケメコを討った張本人なのだが、三平太はまだそのことを知らないでいた。“かえりたくないです”三平太に迫るユキナの誘惑! バラ色の日常が始まろうとしたそのとき、天井を突き破りヨメが復活する!!!

あけぼの高校文化祭。三平太のクラスはケメコ発案の 「浪曲★メイド喫茶」 というシュールな出し物ながら大盛況。ところが祭りの主役となったケメコはひっぱりだこで、三平太を見守ることができなくて……。

ケメコの思いつきで、謎の植物・ケメマカ栽培畑の土地と、スポーツ万能少女・イズミちゃんの運動部強制入部を賭けた野球勝負の幕が明けた！ だが、イズミちゃんのバストもろ出しによる動揺で試合の均衡は崩され、追いつめられた最終回裏で点差は9点に……。ケメコ選抜チームの逆転はあるのか？

ケメコの正体がバレそうな中、突如イズミちゃんに訪れる大ピンチ!? そして、明らかになるエムエムの過去！ 《ナノ・ボール》 の開花は間近！

“三平太くんのお嫁さんになるね” と、《あの子》 は10年前に約束して姿を消した。そんな約束を想い出に高校生になった三平太は、幼馴染みや悪友と平和な日常を過ごしていた。ケメコに乗ってエムエムがやってきたあの夏までは……。さぁ、舞台はクライマックス！ 約束を果たしに 《あの子》 が帰ってきた！