彻夜之歌讲述了初中二年级学生夜守光的故事。一直讨厌女生的他不知从什么时候起开始逃学，每天晚上也难以入睡。某天夜里，小光第一次没有告诉任何人便独自走出家门。清爽的夜风、无拘无束的氛围，让他感受到与白天截然不同的自由，也终于发现夜晚或许才是自己的归宿。
就在这时，神秘的美少女七草荠出现在他面前。作为夜晚的居民，荠其实是一名吸血鬼。她带着小光体验夜色中的种种乐趣，并邀请他尽情享受这段只属于夜晚的时光。逐渐被荠吸引的小光向她提出请求，希望自己也能变成吸血鬼。
然而，荠告诉他，成为吸血鬼的方法是先爱上吸血鬼。连恋爱都还不懂的小光，究竟能否爱上荠并成为吸血鬼？属于两人的特别约会，就此在夜色中展开。
