Wissenschaft verliebte sich untersucht in seiner zweiten Staffel nicht nur eine, sondern drei Romanzen, fügt das Kosuke/Ena-Paar hinzu und entwickelt dabei auch Kanade Kotonohas eigenes unruhiges Liebesleben. Kanades Liebesleben war zum größten Teil voller Schwierigkeiten und Enttäuschungen, selbst in der High School, aber das könnte sich im Staffelfinale ändern.
Zuerst schien es, als hätte Kanade eine solide Chemie mit der äußerlich charmanten Naoya, aber die Episoden 11 und 12 beweisen das Gegenteil. Naoyas gesundes Äußeres verbirgt eine brutale Yandere-Persönlichkeit, und Kanade hat keine andere Wahl, als ihn abzulehnen. Dabei erkennt Kanade, was ihr Herz wirklich begehrt, auch wenn es sich falsch oder beängstigend anfühlt. Ihr Liebesleben wird sich bald für immer verändern.
In Folge 12 von Wissenschaft verliebte sich, Kanades Verabredung mit Naoya auf dem Festival der Saitama University geht schief und Naoya unternimmt den extremen Schritt, Kanade zu tasen und sie zu entführen. Kanade erwacht in einem Lagerhaus mit gefesselten Handgelenken und Knöcheln, und dann erklärt Naoya sich und seine Motive. Naoya kämpfte wie Kanade einst damit, normal und akzeptiert zu sein, bis zu dem Punkt, an dem sein Vater ihn routinemäßig schlug und beschimpfte und Naoya in einem Waisenhaus landete.
Naoya denkt, dass er und Kanade verwandte Seelen sind, ungewöhnliche Menschen, die von den „normalen“ Mainstream-Menschen abgelehnt werden, aber Naoya kann so keine wirkliche Beziehung zu Kanade aufbauen. Im Gegensatz zu Kanade ist Naoya egozentrisch, projiziert sein persönliches Gepäck auf andere und greift vor allem auf kriminelle Handlungen zurück, um seine „normale Romanze“ zu erlangen, und er droht, noch mehr zu tun.
Kanades aufkeimende Beziehung zu Naoya verschwindet in dieser Folge und sie liebt ihn absolut nicht im Gegenzug. Sie sind sehr unterschiedliche Menschen und vor allem akzeptiert Naoya Kanade nicht als das, was sie wirklich ist. Naoya glaubt fälschlicherweise, dass er Kanade in die perfekte normale Freundin für ihn umformen kann, und das verschlimmert Kanades zugrunde liegende Unsicherheit nur noch mehr. In diesem Moment kommt der kühle Yukimura Shinya und hält eine Präsentation für Kanade, um Zeit zu gewinnen, bis die Polizei Naoya und seine Landsleute festnimmt.
Shinya erklärt, dass alle Freunde und Mitarbeiter Kanades, einschließlich ihres alten Highschool-Lehrers, sie für das, was sie ist, respektieren und bewundern, ohne sie auch nur im Geringsten ändern zu wollen. Dies ist die Bestätigung, die Kanade immer brauchte, und sie spricht Kanade auf einer noch tieferen Ebene an, als Shinya erwartet. Seine Unterstützung und Akzeptanz von Kanade hat seitdem nicht nur Gefühle von Dankbarkeit und Freundschaft, sondern auch wahre Liebe geweckt.
Am nächsten Morgen, als sich die Saitama-Studenten der Naturwissenschaften wieder im Labor treffen, sieht es anders aus, und dem netten Deredere Himuro Ayame ist das nicht entgangen. Sie spricht Shinya an, ihr Dialog spiegelt ihre ersten paar Zeilen wider Wissenschaft verliebte sich’s erste Folge, als sie ihm ihre Liebe gestand. Diesmal spricht Ayame jedoch nicht für sich. Sie informiert Shinya, dass Kanade total in ihn verliebt ist, und Kanade, der anwesend ist, reagiert schüchtern, leugnet aber nichts davon. Ein brandneues Liebesdreieck hat sich gebildet – eines, das viel substanzieller ist als das kurze Ena/Kosuke/Arika-Dreieck aus früheren Episoden.
Wissenschaft verliebte sichDie zweite Staffel von endet mit dieser unerwarteten, aber fröhlichen Note, als Ayame aufgeregt wird und Kanade zu ihrem freundlichen Rivalen in der Liebe erklärt. Sie kann es kaum erwarten, Experimente durchzuführen, um Kanades Liebe zu Shinya zu quantifizieren und zu analysieren, und amüsanterweise scheint Shinya selbst von all dem erschöpft zu sein. Allein seine Liebe zu Ayame zu beweisen, hatte sich als gewaltige Aufgabe herausgestellt, und jetzt muss er es auch mit Kanade noch einmal tun. Wenn Shinyas Freundin Ayame diese Idee unterstützt, anstatt dagegen zu sein, hat er außerdem keinen Ausweg. Die Experimente werden vielleicht nie enden, und Ayame ist damit einverstanden. Jetzt liegt es an Kanade und Shinya, mit ihrer grenzenlosen Begeisterung für wahre Liebe und Wissenschaft Schritt zu halten.