Ну не может моя сестрёнка быть такой милой

Семнадцатилетний Кёсукэ Косака несколько лет не общается со своей четырнадцатилетней сестрой Кирино. Причина разрыва отношений ему неизвестна. Кирино начала избегать брата и отвечала на его попытки заговорить подозрительными взглядами. Ситуация казалась безнадежной.

Однажды Кёсукэ находит в доме DVD-диск с изображением девушки в стиле махо-сёдзё. Он предполагает, что диск не может принадлежать родителям или сестре, которая работает моделью. Под обложкой обнаруживается игра в жанре эроге под названием «Imouto to Koishiyo!» («Любовь с младшей сестрёнкой»). Попытка выяснить владельца за обедом проваливается. Отец, работающий в полиции и имеющий антиотаку-убеждения, отрицает свою причастность.

Ночью Кёсукэ просыпается от пощёчины сестры. Кирино требует разговора и ведет его в свою комнату. Выясняется, что диск принадлежит ей. Кирино оказывается тайной отаку, увлекающейся махо-сёдзё и хентайными играми. Особый интерес у неё вызывают игры, посвященные романтическим отношениям между братом и сестрой.