Hyōtenka no Kanojo ni Nanika Yōkai ist ein Spin-off-Prequel, das Hanabi Fukuzumi und Hyōka Shiroishi während ihrer Highschool-Zeit an einer Mädchenschule folgt. Hanabi ist ein Mensch, der große Angst vor Yōkai hat, während Hyōka ein Schnee-Yōkai ist, der noch nie einen Freund hatte. Ihre jeweiligen Kindheitsgefährten, Akira und Tōji, arrangieren ein Treffen der beiden in der Hoffnung, dass sie einander helfen können, ihre jeweiligen Probleme zu überwinden. Schon bei ihrer ersten Begegnung geraten Hanabi und Hyōka aneinander und streiten sich, aber im Laufe der Zeit entwickeln sie eine raue, aber echte Freundschaft, die einer Rivalität ähnelt.

Die Geschichte nimmt eine Wendung, als Hanabi Hyōkas jüngere Schwester Hyōkei trifft. Hyōkei ist in einen Menschen namens Sairyū verliebt und wünscht sich, selbst ein Mensch zu werden. Hanabi versucht, Hyōkas Erlaubnis dafür zu erhalten, aber das Gespräch endet in einem Streit. Ohne die Zustimmung ihrer Schwester beschließt Hyōkei, die Verwandlung trotzdem durchzuführen. Der Prozess des Menschwerdens erfordert Hanabis Blut, das Hanabi anbietet. Hyōkei wird daraufhin menschlich und verlässt ihre Schwester. Dieses Ereignis wird zum Wendepunkt, der die Beziehung zwischen Hanabi und Hyōka dauerhaft beschädigt.

Die Handlung spielt in derselben Welt wie die Hauptserie Ore no Kanojo ni Nanika Yōkai, in der Menschen und Yōkai koexistieren. Die Geschichte wird im Vier-Panel-Format erzählt. Die Hauptfiguren sind Hanabi Fukuzumi, ein menschliches Mädchen, das schlecht auf Yōkai reagiert, und Hyōka Shiroishi, ein mächtiger Schnee-Yōkai, der die zukünftige Anführerin der nördlichen Yōkai ist und aufgrund ihrer kalten Persönlichkeit und ihrer Position Schwierigkeiten hat, Verbindungen zu knüpfen. Beide sind siebzehn Jahre alt. Weitere wichtige Charaktere sind Akira, Hanabis Kindheitsfreund; Tōji, Hyōkas Verlobter; und Hyōkei, Hyōkas jüngere Schwester, die sich danach sehnt, menschlich zu werden. Der erzählerische Bogen konzentriert sich auf die Entstehung und schließliche Auflösung der Freundschaft zwischen Hanabi und Hyōka sowie auf eine mysteriöse Präsenz, die die gegenwärtigen Ereignisse der Hauptserie beeinflusst.