在《文学少女回忆录3：恋爱少女的狂想曲》中，故事围绕着热爱文学的少女展开。少女沉浸在文学的世界里，对恋爱充满了浪漫的幻想。她在学校的图书馆中邂逅了一位气质独特的少年，少年的才华和温柔让少女心动不已。少女开始在自己的想象中编织与少年的恋爱故事，那些故事如同梦幻般美好。然而，现实中的相处并非一帆风顺，少女在表达自己的情感时总是羞涩又笨拙。她会因为少年的一个微笑而欣喜若狂，也会因为少年和其他女生的交流而黯然神伤。在这个过程中，少女通过文学汲取勇气，努力面对自己的感情，最终她能否将幻想变为现实，收获属于自己的恋爱呢，故事给出了答案。