『君の知らない物語』の魅力を語る上で外せないのが、実写映画のようなクオリティを誇る公式ミュージックビデオ（MV）の存在です。
本作のMVには、当時ブレイク直前だった福田沙紀が主演として出演。相手役には実力派俳優の岡田将生が名を連ねており、天文部に所属する高校生たちの三角関係と、卒業に伴う別れがドラマ仕立てで描かれています。
特筆すべきは、アニメ『化物語』の映像を一切使用せず、独立したショートフィルムとして構築されている点です。主人公の少女が秘めていた想いを最後まで口にできず、夜の学校や海岸線を駆け抜ける姿は、楽曲のテンポ感と完璧に呼応しています。
ファンの間では「アニメ本編の阿良々木暦と戦場ヶ原ひたぎの関係性」と「MVにおける男女3人の距離感」が対比的に語られることが多く、メディアミックスとしての奥深さを象徴するエピソードとなっています。
