O ávido otaku Kirino Kousaka retornou e se estabeleceu de volta à vida no Japão com seus amigos e família. Apesar do que seu irmão mais velho, Kyousuke, já fez por ela, Kirino continua a tratá-lo com indiferença, para grande frustração dele. Ele está preocupado que sua persuasão para que Kirino abandonasse seu treinamento de atletismo nos Estados Unidos e voltasse para casa possa ter prejudicado gravemente seu relacionamento com ela. Além disso, Kyousuke agora também precisa decifrar uma mensagem audaciosa e criptografada de Ruri "Kuroneko" Gokou, sua colega de escola e amiga de Kirino. À medida que os laços entre os dois irmãos e seus amigos se aprofundam, Kirino e Kyousuke em breve terão que descobrir como lidar com esses relacionamentos, ajudando um ao outro a perceber seus próprios sentimentos no processo. Apesar disso, Kirino ainda encontra tempo para satisfazer suas necessidades otaku na companhia de seu irmão.