表面上，星野光是一个普通的女高中生，但她的真实身份是“玩具大师”——能通过特殊手艺将普通物品改造成具有生命的“活玩具”。某天，她偶然改造了一只受伤的旧玩偶小熊，没想到小熊竟变成了一个身材修长、温柔帅气的玩偶男孩——小悠。小悠没有作为人类生活的记忆，只知道自己要守护星野光。随着星野光用“玩具”解决了许多校园和生活中的难题，小悠也渐渐萌生了超越守护者的感情，而星野光也在小悠的陪伴下，找到了自己想要守护的东西。
小悠的身体因多次战斗而出现裂痕，能量即将耗尽。星野光不忍心看着他消失，决定进行一场“禁忌的改造”——将自己的一半生命力注入小悠体内。改造成功后，小悠变回了普通的玩偶，但每天都有一段时间能重新变成人形。
另一个“玩具大师”看上了小悠的完美品质，试图用强力手段将其抢走，并派出自己改造的“玩具军团”来围攻。星野光操控着自己改造的其他小玩具，与小悠并肩作战，最终守护住了属于他们的羁绊。
星野光的秘密被好友美咲发现，为了保守秘密，她不得不让小悠在美咲面前“表演”一次变成人的过程。美咲被吓得半死，但也因震撼而答应保密，并开始成为两人关系的见证者与助攻手。
学校旧校舍传出闹鬼传闻，星野光受委托前去调查，发现是几十年前一个被遗弃的布娃娃因执念而作祟。小悠用自己的“玩偶之心”与布娃娃沟通，安抚了它的孤独灵魂，让它得以安息。
小悠在一次保护星野光时能量耗尽，变回了布偶形态。星野光需要用自己的体温和心跳为其“充电”，她把小悠抱在怀里一整夜，第二天小悠醒来，第一次感受到了“脸红”这种人类的情感。
星野光在旧货市场淘到一个破烂不堪的熊玩偶，出于手痒和同情，她带回家用针线和自己的特殊能力精心修复。当晚，玩偶在她床头发出光芒，第二天早上，一个活生生的银发少年正坐在她床边，温柔地看着她。