Ну не может моя сестрёнка быть такой милой

Семнадцатилетний Кёсукэ Косака живёт под одной крышей с младшей сестрой Кирино, однако между ними уже несколько лет отсутствует нормальное общение. Кирино игнорирует любые попытки разговоров, отвечает холодно и постоянно смотрит на брата с подозрением. Однажды Кёсукэ находит в доме DVD с обложкой махо-сёдзё аниме, который вызывает у него любопытство. Открыв коробку, он обнаруживает внутри эроге под названием «Imouto to Koishiyo!», посвящённую романтическим отношениям между братом и сестрой. Понимая, что диск принадлежит Кирино, Кёсукэ решает выяснить правду, не вызывая скандала.

Во время семейного ужина он осторожно пытается задать вопросы, однако получает отрицательные ответы от всех присутствующих, включая отца, работающего в полиции. Кирино продолжает отрицать свою причастность, усиливая напряжение между родственниками. Позднее выясняется, что девушка тайно увлекается аниме, играми и коллекционированием товаров, связанных с отаку-культурой, скрывая это из-за страха общественного осуждения. Кёсукэ оказывается втянут в мир сестры, помогая ей решать проблемы, связанные с хобби, школьной жизнью и социальными конфликтами.