Kosaka Kyosuke, một học sinh trung học 17 tuổi bình thường sống ở Chiba, đã không thân thiết với em gái Kirino của mình trong nhiều năm. Trong nhiều lần, Kirino đã bỏ qua những lần đến và đi của anh ta và nhìn anh ta với đôi mắt cự tuyệt. Dường như mối quan hệ giữa Kyosuke và em gái anh, giờ đã mười bốn tuổi, sẽ tiếp tục theo cách này mãi mãi. Tuy nhiên, một ngày nọ, Kyosuke tìm thấy một hộp DVD về một cô gái phép thuật đã rơi ở lối vào nhà anh. Trước sự ngạc nhiên của Kyosuke, anh ta tìm thấy một eroge ẩn giấu bên trong nội dung của đĩa và anh ta sớm biết rằng cả DVD và trò chơi đều thuộc về Kirino. Tối hôm đó, Kirino mang Kyosuke đến phòng của mình và tiết lộ mình là một otaku với một bộ sưu tập lớn moe anime và eroge có chủ đề em gái mà cô đã thu thập được trong bí mật. Kyosuke trở nên thân thiết với Kirino vì sở thích bí mật của cô. Bộ truyện sau đó theo những nỗ lực của Kyosuke để giúp em gái của mình hòa giải cuộc sống cá nhân với những sở thích bí mật của mình, đồng thời khôi phục mối quan hệ tan vỡ của họ và đi đến thỏa thuận với tình cảm thực sự của họ dành cho nhau.