Ну не может моя сестрёнка быть такой милой

В аниме начинается история Кёсукэ Косака, семнадцатилетнего школьника из города Чиба. Уже больше года он не может преодолеть разрыв между собой и своим младшим братом Кирино, который является успешным учеником и спортсменом. Однажды, придя домой, Кёсукэ находит загадочную коробку с дисками, внутри которой находится аниме про волшебных девочек. Главный герой не может определить, чьи это диски, так как не знает досконально увлечения членов своей семьи. Но когда он достает один диск, на нем оказывается совсем другое содержимое — видеоигра! Он начинает наблюдать за каждым членом семьи и в конце концов обнаруживает, что это диск Кирино. В результате Кёсукэ решает открыто и откровенно поговорить с ней на эту тему. Выясняется, что она давно интересовалась этой темой, но стеснялась кому-либо рассказать об этом.