Ну не может моя сестрёнка быть такой милой

События разворачиваются в спокойном пригороде Японии, где семья Косака ведет, на первый взгляд, совершенно обычную жизнь. Кирино, младшая дочь, представляет собой образ идеальной японской школьницы: она успешно совмещает учебу, спорт и даже успевает работать моделью. Однако, ее старший брат Кёсукэ замечает, что сестра отдаляется от семьи, проводит много времени в своей комнате и почти не общается с ним, как раньше. Эта отчужденность настораживает его, но он решает не вмешиваться в проблемы сестры, считая, что это лишь временные трудности. Ситуация изменяется, когда однажды Кёсукэ случайно находит коробку с аниме в доме, в которой спрятана игра для взрослых. Пытаясь понять, кому она принадлежит, он вскоре обнаруживает, что Кирино ведет двойную жизнь как тайная отаку. Она страстно увлечена аниме и эрогэ, в особенности теми, которые фокусируются на отношениях между братьями и сестрами. Внешне казалось бы идеальная девушка, оказывается, скрывает мир, полный хобби и интересов, которые никак не ожидаешь от нее. После неожиданного ночного пробуждения и конфликта с Кирино, Кёсукэ решает, что вместо того, чтобы осуждать, он попытается понять сестру. Он обещает сохранить ее тайну и постараться принять её увлечения. В ответ Кирино ставит условие: единственный способ действительно понять ее — это вместе с ней погрузиться в мир, который она так обожает. Вынужденный пройти через череду необычных и непривычных испытаний, Кёсукэ начинает осваивать её хобби, от игр до косплея. По мере их совместного времени, брат и сестра начинают постепенно сближаться, и Кёсукэ узнаёт не только о мире аниме и манги, но и о внутреннем мире своей сестры, её переживаниях и стремлениях. Он осознает, что пути к взаимопониманию и поддержке могут быть совершенно неожиданными, и хотя стабильность их семейной жизни подвергается испытанию, их связь становится крепче. Смогут ли они сохранить свои секреты и восстановить прежние братские отношения — это остается большим вопросом, на который ответ даст только жизнь.