Kosaka Kyosuke edad 17 años, un estudiante normal de secundaria, no se lleva bien con su hermanana menor, Kirino, en años, hasta donde el recuerda, Kirino siempre le ve con desprecio. Parecia como si la relación entre Kyosuke y su hermana, ahora de 14 años, seguiría así para siempre. Un día, sin embargo, Kyosuke encuentra una caja de DVD de un anime Magical Girls titulado Hoshikuzu Bruja Merle (Stardust Bruja Merle), que había caído en un pasillo de su casa. Para sorpresa de Kyosuke, dentro de la caja esta oculto un Ero-Game (video juego para adulto) titulado imoto a Koishiyo (Let's Fall in Love Little Sister), Kyosuke intenta descubrir el culpable, trayendo el tema del anime durante la cena familiar. Todo lo que sale es una fuerte reacción negativa de sus padres, especialmente su padre un anti-otaku. Esa noche, Kirino irrumpe en la habitación de Kyosuke, en tal vez la primera conversación que ha iniciado con él en años, dice que "tiene cosas de qué hablar"...