《妄想少女MOMO》讲述了理工宅男麦克斯与鬼马少女MOMO的奇妙爱情故事。麦克斯原本过着单调的科技宅生活，直到一场雨中邂逅，古灵精怪的MOMO突然闯入他的世界。这个满脑子奇思妙想的女孩让麦克斯第一次体会到心动的感觉，但两人截然不同的性格导致了一系列啼笑皆非的冲突——从女生莫名其妙的"作"到男生不懂浪漫的直男行为，再到如何委婉提醒恋人发胖的尴尬。当暖男邻居李明凯出现后，三人的关系变得微妙起来。就在麦克斯收到海外企业邀请函准备开启新人生时，MOMO却突然消失，留下重重谜团。这段充满反差萌的恋情将何去何从，成为故事最大的悬念。