Kyōsuke Kosaka, un normale studente diciassettenne che frequenta una scuola superiore a Chiba, non ha mai passato un momento vero e proprio insieme a sua sorella minore Kirino fin dalla sua nascita. Più a lungo di quanto possa ricordare, Kirino ha ignorato il suo andriver e lo guarda sempre con occhi infastiditi. Ma quando sembrava che tale rapporto tra Kyosuke e la sorella, ora quattordicenne, sarebbe continuato così per sempre, un giorno Kyōsuke scopre per caso un DVD di un anime di genere maho shojo che era caduto all'ingresso di casa sua dopo essersi scontrato con sua sorella. Con gran sorpresa di Kyōsuke, trova un eroge nascosto (un gioco per adulti) al suo interno e capisce presto che sia il DVD che il gioco appartengono a Kirino. Quella notte Kirino porta Kyōsuke nella sua stanza e gli rivela essere un otaku con una vasta collezione di anime e videogame moe che hanno protagoniste sorelle minori tutti a tema eroge nascosti in un armadio segreto della sua camera. Kyosuke diventa così rapidamente confidente con Kirino per il suo hobby segreto.