Кёсукэ Косака, обычный семнадцатилетний школьник, из-за различных конфликтов последние несколько лет не общается с родной сестрой, Кирино, и это при том, что они живут в соседних комнатах. Однажды дома он находит коробку с диском аниме «Hoshikuzu Witch Meruru» («Звёздная ведьма Мэруру»), раскрыв которую обнаруживает, что на диске записан вовсе не мультик для детей, а игра для взрослых «Imouto to Koishiyo!» («Любовь с младшей сестрёнкой»). Вскоре он узнаёт, что диск принадлежит его сестре, которая, как он думал, никогда не стала бы такое смотреть и тем более играть. Более того, коллекция Кирино оказывается намного больше, чем можно было представить.