Miki Koshikawa est une adolescente qui est confrontée à une situation familiale très insolite. Ses parents désirent divorcer. Jusque là, rien de très original mais en fait ils veulent se séparer car ils sont tous les deux amoureux de quelqu'un d'autre, qu'ils ont connus pendant leur voyage à Hawaï. La mère, Rumi, est éprise de Youji Matsura, tandis que le père, Jin, veut vivre avec Chiyoko, la femme de Youji! Il s'agit donc d'un échange de partenaires.

Le couple Matsura a aussi un enfant unique Yuu, qui est un peu plus âgé que Miki. De toute façon, pour ne pas trop perturber leurs enfants, les deux couples décident d'emménager dans une même grande maison. Miki émet de nombreuses réticences face à cette situation "anormale" et évite à tout prix que les gens sachent la vérité sur ses parents et les Matsura.

Lorsqu'elle rencontre Yuu pour la première fois, elle le trouve bien, même si contrairement à elle, il accepte la situation sans montrer ses émotions. Seule contre tous, Miki est obligée de donner sa bénédiction à ses parents pour permettre à leur nouvelle vie de prendre forme, mais elle apprécie la compagnie de Yuu, malgré ses taquineries. La visite de celui-ci à l'école suscite la curiosité de Meiko, la meilleure amie de Miki ainsi que celle de Ginta. Ginta est un garçon à qui Miki a déclaré sa flamme mais celle-ci s'est crue officiellement rejetée, il y a trois ans, suite à un malheureux malentendu. En réalité, Ginta s'est toujours intéressé à Miki mais ne le lui a jamais avoué jusqu'à présent.

Perdue dans ses pensées sur ce qui lui arrive, Miki prête un oeil discret au match de baseball auquel Yuu participe brillament, et elle se prend une balle en pleine tête, qui l'envoie directement à l'infirmerie. Lorsque Yuu vient lui rendre visite, elle feint d'être inconsciente parce qu'elle se sent ridicule de s'être pris une balle par inadvertance et ne veut pas entendre ses sarcasmes. A sa grande surprise, alors qu'elle fait toujours semblant de dormir, Yuu lui donne un baiser puis s'en va.

A partir de ce jour là, la situation entre Yuu et Miki devient plus compliquée, notamment parce que Yuu fait comme s'il ne s'était rien passé, ce qui a le don d'énerver profondément Miki. D'ailleurs, le lendemain du premier baiser, devant son petit déjeuner, Miki donne la réplique qui justifie le titre de ce dessin animé. Elle cherche un pot de confiture sur la table mais il ne reste plus que de la marmelade dont elle n'apprécie guère le goût qu'elle juge trop amer. En se résignant à prendre le pot de marmelade, elle ne peut s'empêcher de sortir à Yuu qu'il est comme la marmelade : il y a une partie acerbe en lui mais tout le monde l'accepte sans se poser de question. C'est un "marmalade boy". Yuu qui s'empare d'un pot de moutarde à cet instant, lui répond vertement qu'elle est la fille Moutarde, la fille la plus amère, ce qui ne fait rien pour arranger leur relation.

Marmalade Boy est un dessin animé de soap opera, qui se rapproche des ambiances d'Hana Yori Dango et de Mizu Iro Jidai. Bien entendu, Yuu et Miki n'arrêtent pas de se rapprocher pour mieux se disputer par la suite et un tourbillon de triangles amoureux tourne autour d'eux. Ginta est un premier rival pour Yuu mais d'autres personnages comme Arimi Suzuki se positionnent en concurrentes de Miki, pour s'accaparer Yuu.

Pour éviter de toujours tourner autour des relations entre Yuu et Miki, de nouveaux personnages sont introduits progressivement pour relancer l'histoire. Certes l'intérêt des épisodes varie fortement de l'un à l'autre mais le personnage de Miki arrive à être attachant, et comme la série est centrée sur elle, la recette fonctionne bien.

Techniquement l'anime n'a pas la qualité de Maison Ikkoku et souffre d'une réalisation moyenne du niveau de celle de Saint Tail, mais l'ambiance reste toujours agréable pour ceux qui apprécient ce type d'anime à l'eau de rose.

Quant au film, il reprend le tout début de la série à l'aide de flash backs et donne une idée sur l'ambiance et l'histoire. C'est plus un résumé qu'autre chose.