真实的眼泪是什么？动画《真实的眼泪》以几对少年少女的恋爱故事来与观众一起寻找答案。
少女石动乃绘因为童年的心灵创伤而不再流泪。以“找寻真实的眼泪”为理由，她与以绘本作家为人生目标的少年仲上真一郎相遇了。因为真一郎仰望天空，乃绘相信，真一郎一定会有真实的眼泪。乃绘开始与真一郎交往。但真一郎心中有一位终日愁容的少女，同样童年有心灵创伤的汤浅比吕美。真一郎与比吕美相互爱慕，却同时为了讨好对方而和他人交往。纠结的爱情故事，真一郎要面对自己内心的选择。
日野聪 原由实 上坂堇 加藤英美里 内山夕实 三宅健太 加藤将之 千叶繁 五十岚裕美 沼仓爱美 佐仓绫音 村瀬步 谷育子 雪野五月 兴津和幸 花江夏树 田村睦心 竹内良太 悠木碧 稻叶实 渡边明乃 游佐浩二 绫濑有 高野麻里佳 樱井透 利根健太朗 西山宏太朗 滨添伸也 真木骏一 宫泽清子 山本兼平 立花慎之介 后藤邑子 宫野真守
竹内顺子 中村千绘 森川智之 筱原惠美 伊仓一惠 松本保典 井上和彦 江原正士 关俊彦 杉山纪彰 日野聪 森久保祥太郎 伊藤健太郎 柚木凉香 鸟海浩辅 水树奈奈 川田绅司 增川洋一 远近孝一 田村由香里 胜生真沙子 根本圭子 福田信昭 中村大树 藤生圣子 石川英郎 飞田展男 川本克彦 檀臣幸 寺杣昌纪 土师孝也 中博史 樱井敏治 朝仓荣介 松本忍 宫下典子 织部由香里 大塚芳忠 玄田哲章 内田直哉
竹内顺子 中村千绘 日野聪 小山力也 福田信昭 滨田贤二 根本圭子 早见沙织 冬马由美 小林优子 泷本富士子 田村睦心 牧口真幸 岩崎了 远藤大智 高桥英则 大友龙三郎 胜生真沙子 大塚芳忠 柴田秀胜 森川智之