高中生兼輕小說作家的和泉征宗有個家裡蹲的妹妹，她是一年前才成為他妹妹的和泉紗霧。某日，因為跟高砂智惠聊了很多的關係，讓正宗對長年一起工作卻沒見過面的「情色漫畫老師」重新產生興趣。正宗從智惠那裡得知「情色漫畫老師」會出現在影片的實況轉播裡頭，因為轉播鏡頭拍到了他給紗霧做的晚餐，於是正宗察覺到「情色漫畫老師」的真實身份居然就是紗霧。就在紗霧忘了把網路攝影機關掉，正要開始脫衣服的時候，正宗連忙跑到紗霧的房門前，拚命敲門阻止了這場紗霧對全世界轉播的脫衣秀。在相隔1年後，兄妹2人重逢。

紗霧的神野惠造訪，她的目的是「要讓紗霧去學校上學」。紗霧本打算透過哥哥正宗未掛斷的手機偷聽他和惠的對話，但是卻被惠發現。紗霧透過惠接通的電話，聽到正宗說出「這樣也無所謂」、「硬強迫她去也沒有意義」、「就算不去學校，就算不離開房間，她還是我最自豪的妹妹」這些真心話，這讓她很高興。某天放學後正宗拿原稿前往編輯部，卻在那裡碰上暢銷小說家山田妖精，她是來跟正宗搶奪「情色漫畫老師」的。

和泉家的隔壁房子是這附近傳聞中的「幽靈鬼屋」，一天，到訪的惠看到「幽靈鬼屋」有白色人影，紗霧也聽到隔壁傳來的鋼琴聲，於是正宗一個人前往「幽靈鬼屋」一探究竟。結果，正宗發現隔壁住的竟然是山田妖精。兩人發生爭吵，結果演變成賭上情色漫畫老師，然後一決勝負的情況。

紗霧因為哥哥正宗老是私下裡偷偷跟隔壁女孩見面，而誤會那女孩是要來撤換她的新插畫家。於是，為了畫出能夠讓哥哥認同她實力的插畫出來，接下來的半個月裡一直躲在房間裡練習，把之前被正宗抱怨過的地方改正過來。而正宗亦決定以妹妹當女主角來寫小說，以此跟妖精一決勝負...

為了達成「兄妹的夢想」的第一步，正宗要求紗霧跟他一起創作新作的企劃書，幫他的企劃書附上插畫。與此同時，隔壁的妖精正被編輯們所監視著，正宗幫助妖精到和泉家避難，然而妖精卻要求跟「情色漫畫老師」見上一面，透過一邊遊戲一邊聊天兩個人成為了朋友。因為看了妖精的原因，紗霧變得只會畫蘿莉了，為了擺脫這種狀況，正宗於是不得不替紗霧去找可愛的孩子給她當模特兒。

因為知道了和泉正宗小說家的身份，所以惠得出妹妹和泉紗霧對輕小說應該也很喜歡的結論。為了想跟紗霧成為朋友，希望有共同的話題，所以決定開始讀輕小說。但因為不知道該看些什麼才好，所以希望正宗教教她，於是約好跟正宗在高砂書店會面。在讀完高砂智惠推薦的書後，惠完全沉迷在輕小說之中。接受正宗的提案，惠直接去找紗霧借書。但作為把書借給她的交換條件，惠得要成為紗霧的繪畫模特兒...

正宗因為村征把他的夢想斷言為「無聊」而憤怒，於是跟村征定下「在輕小說天下第一武鬥會勝出的一方，可以對輸家下達任何命令」的賭注。在妖精的協助下，「輕小說天下第一武鬥會」用的短篇小說終於完成。就在這時，村征登門造訪向他「勸降」，還要他成為她的專屬小說家，但這個提案被正宗拒絕。在妖精的推手下，村征將心意通通都傳達給正宗，她「會把正宗視作眼中釘」和「作品風格會這麼像」等謎團漸漸揭曉...

「輕小說天下第一武鬥會」的慶祝會在和泉家舉行，參加者除了正宗和紗霧（透過網路），還有獅童國光、山田妖精和千壽村征。正宗企劃了個有夏日祭典風格的派對，這樣就算紗霧待在房間裡頭，也能創造出夏天的回憶。

以慶祝會上山田妖精的發言為契機，大家決定以「夏天取材&執筆集訓」這種名目，前往妖精家所擁有的南方島嶼，進行所謂的「夏天取材&執筆集訓」。集訓第一天的夜裡，妖精帶著正宗來到以前父親向母親求婚的地方，發出「因為你是我的夫婿候補」的求婚宣言...

集訓的第二天，妖精利用工作的間隙大家玩起了國王遊戲。為了頂替逃走的獅童國光，正宗透過網路找來紗霧。為了讓無法走出房間的紗霧也能體會到集訓的樂趣，妖精還提議國王固定給紗霧來當......

正宗與紗霧的新作《世界上最可愛的妹妹》發售了。紗霧一如既往地戴著面具在房間直播影片，宣言「節日」的開始。另一方面，執筆《世界妹》時想不出好點子的正宗找紗霧商量。商量的事情竟然是“我想看看可愛妹妹的可愛之處”——！！？