真实的眼泪是什么？动画《真实的眼泪》以几对少年少女的恋爱故事来与观众一起寻找答案。
少女石动乃绘因为童年的心灵创伤而不再流泪。以“找寻真实的眼泪”为理由，她与以绘本作家为人生目标的少年仲上真一郎相遇了。因为真一郎仰望天空，乃绘相信，真一郎一定会有真实的眼泪。乃绘开始与真一郎交往。但真一郎心中有一位终日愁容的少女，同样童年有心灵创伤的汤浅比吕美。真一郎与比吕美相互爱慕，却同时为了讨好对方而和他人交往。纠结的爱情故事，真一郎要面对自己内心的选择。
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