Baseret på New York Times-bestselleren følger The Love Hypothesis Olive (Lili Reinhart), en Ph.D.-kandidat, der impulsivt kysser sin afdelings mest skræmmende professor, Adam Carlsen (Tom Bateman). Deres gensidige behov for et falsk forhold udvikler sig til et eksperiment i kemi, der faktisk kan føre til kærlighed.
