Thầy ơi! Em yêu anh xoay quanh Shimada Hibiki (Hirose Suzu đóng), học sinh của trường trung học luôn có chút vụng về và chưa biết tình yêu đích thực. Cô bắt đầu có một tia lửa tình yêu ngay lần đầu nhìn thấy thầy giáo dạy môn lịch sử Kosaku Ito (Toma Ikuta đóng). Ito luôn xuất hiện với cặp kính cùng quả đầu bù xù như mới ngủ dậy. Thầy cũng ít khi nói đùa, không ai biết anh ta nghĩ gì, đôi khi lại cười nhẹ nhàng. Tình yêu trong Hibika đã nảy mầm và rồi không bao giờ dừng lại bởi được nuôi nấng từ những xúc cảm cá nhân của cô học trò mới lớn. Hibiki ngày ngày dõi theo bước chân của thầy, hi vọng rằng tấm chân tình của mình sẽ được đáp lại. Ngày qua ngày, tháng qua tháng, có được một người để yêu giúp cho Hibiki trưởng thành hơn, nhưng nó cũng khiến cô sớm nhận ra rằng thế giới của người trưởng thành thật quá phức tạp. Rồi một ngày, Hibiki liều mình đến tỏ tình với người thầy của mình.