Ну не может моя сестрёнка быть такой милой

В городе Тиба, что в Японии, 17-летний школьник Кеске Косака испытывает сложности в отношениях со своей младшей сестрой Кирино. Она успевает в учебе, занимается спортом и работает моделью. Однажды возвращаясь домой раньше времени, Кеске находит на полу чужую коробку с аниме о волшебницах. Из любопытства он решает просмотреть содержимое диска, на котором обнаруживает материалы для взрослых. Мальчик решает выяснить, кому принадлежит диск, и начинает наблюдать за членами семьи.

Через несколько дней выясняется, что запретные материалы принадлежат Кирино. После требования объяснений Кеске, девушка признается, что увлекается отаку-культурой, но скрывает это, боясь испортить свою репутацию. Это признание становится началом нового этапа в их отношениях: брат и сестра находят общие темы для разговоров и делятся секретом. Желая лучше понять интересы сестры, Кеске решает попробовать проходить аниме-игры вместе с ней. Постепенно он начинает разделять увлечение Кирино и осознает, что ее увлечение - это способ борьбы с одиночеством. Каким будет решение Кеске? Сможет ли Кирино найти друзей среди единомышленников?