Ну не может моя сестрёнка быть такой милой

17-летний Кёсукэ Косака не общался со своей 14-летней сестрой Кирино несколько лет. Причина разрыва отношений остаётся невыясненной для самого героя. В определённый момент Кирино начала избегать брата и отвечала на его попытки начать разговор лишь подозрительными взглядами. Однажды Кёсукэ обнаруживает в доме DVD-диск с изображением махо-сёдзё на обложке. Ни родители, ни сестра, работающая моделью, не должны были интересоваться подобным контентом. При осмотре выясняется, что под обложкой находится игра в жанре эроге под названием «Imouto to Koishiyo!» (в переводе с японского — «Любовь с младшей сестрёнкой»). Попытка героя выяснить принадлежность диска за обедом проваливается — все члены семьи отрицают связь с находкой, а отец, работающий в полиции и являющийся убеждённым противником отаку, выражает резкое неодобрение.

Ночью Кёсукэ просыпается от пощёчины, которую наносит ему сестра. Кирино заявляет, что им необходимо поговорить, и приглашает брата в свою комнату. В ходе разговора выясняется, что диск принадлежит именно ей. Кирино оказывается тайной отаку, которая увлекается махо-сёдзё и хентайными играми. Особый интерес сестра проявляет к играм, сюжет которых строится вокруг романтических отношений между братом и сестрой. Данное открытие становится отправной точкой для развития дальнейших событий, связанных с раскрытием тайного хобби Кирино и попытками наладить испорченные отношения между братом и сестрой.