高中生兼轻小说作家的和泉征宗有个家里蹲的妹妹，她是一年前才成为他妹妹的和泉纱雾。某日，因为跟高砂智惠聊了很多的关系，让正宗对长年一起工作却没见过面的“情色漫画老师”重新产生兴趣。正宗从智惠那里得知“情色漫画老师”会出现在影片的实况转播里头，因为转播镜头拍到了他给纱雾做的晚餐，于是正宗察觉到“情色漫画老师”的真实身份居然就是纱雾。就在纱雾忘了把网络摄像头关掉，正要开始脱衣服的时候，正宗连忙跑到纱雾的房门前，拼命敲门阻止了这场纱雾对全世界转播的脱衣秀。在相隔1年后，兄妹2人重逢。

纱雾的神野惠造访，她的目的是“要让纱雾去学校上学”。纱雾本打算透过哥哥正宗未挂断的手机偷听他和惠的对话，但是却被惠发现。纱雾透过惠接通的电话，听到正宗说出“这样也无所谓”、“硬强迫她去也没有意义”、“就算不去学校，就算不离开房间，她还是我最自豪的妹妹”这些真心话，这让她很高兴。某天放学后正宗拿原稿前往编辑部，却在那里碰上畅销小说家山田妖精，她是来跟正宗抢夺“情色漫画老师”的。

和泉家的隔壁房子是这附近传闻中的“幽灵鬼屋”，一天，到访的惠看到“幽灵鬼屋”有白色人影，纱雾也听到隔壁传来的钢琴声，于是正宗一个人前往“幽灵鬼屋”一探究竟。结果，正宗发现隔壁住的竟然是山田妖精。两人发生争吵，结果演变成赌上情色漫画老师，然后一决胜负的情况。

纱雾因为哥哥正宗老是私下里偷偷跟隔壁女孩见面，而误会那女孩是要来撤换她的新插画家。于是，为了画出能够让哥哥认同她实力的插画出来，接下来的半个月里一直躲在房间里练习，把之前被正宗抱怨过的地方改正过来。而正宗亦决定以妹妹当女主角来写小说，以此跟妖精一决胜负。结果，正宗灌注灵魂所写出来小说，在毫无自觉的情况下，成了“给妹妹的情书”。看过原稿后的妖精最终认输，而纱雾泽透过这篇原稿了解到哥哥对自己的心意，回答“我，已经有喜欢的人了”，但正宗却会错意认为自己被甩了。在正宗跟纱雾约定的共同梦想诞生后，作为迈向梦想所踏出的第一步，纱雾打开房门，往房间外走出了一步。

为了达成“兄妹的梦想”的第一步，正宗要求纱雾跟他一起创作新作的企划书，帮他的企划书附上插画。与此同时，隔壁的妖精正被编辑们所监视着，正宗帮助妖精到和泉家避难，然而妖精却要求跟“情色漫画老师”见上一面，透过一边游戏一边聊天两个人成为了朋友。因为看了妖精的原因，纱雾变得只会画萝莉了，为了摆脱这种状况，正宗于是不得不替纱雾去找可爱的孩子给她当模特。

因为知道了和泉正宗小说家的身份，所以惠得出妹妹和泉纱雾对轻小说应该也很喜欢的结论。为了想跟纱雾成为朋友，希望有共同的话题，所以决定开始读轻小说。但因为不知道该看些什么才好，所以希望正宗教教她，于是约好跟正宗在高砂书店会面。在读完高砂智惠推荐的书后，惠完全沉迷在轻小说之中。接受正宗的提案，惠直接去找纱雾借书。但作为把书借给她的交换条件，惠得要成为纱雾绘图模特儿。于是，惠以黑布遮住眼睛，双手被绑住无法动弹的状态，被放进纱雾的房间。结果，惠被“情色漫画老师模式”下的纱雾脱下内裤，放声哭泣......

正宗因为村征把他的梦想断言为“无聊”而愤怒，于是跟村征定下“在‘轻小说天下第一武斗会’胜出的一方，可以对输家下达任何命令”的赌注。在妖精的协助下，“轻小说天下第一武斗会”用的短篇小说终于完成。就在这时，村征登门造访向他“劝降”，还要他成为她的专属小说家，但这个提案被正宗拒绝。在妖精的推手下，村征将心意通通都传达给正宗，她“会把正宗视作眼中钉”和“作品风格会这么像”等谜团渐渐揭晓。几天后，村征拿着杂志样品书亲自来到和泉家，正宗则在村征的面前，被迫阅读她写给自己的情书（“轻小说天下第一武斗会”写的短篇小说）。虽然被村征告白超开心，但冷静下来的正宗还是拒绝了村征，“——我，有喜欢的人了”。7月20日，这天是“轻小说天下第一武斗会”的结果发表日，村征的作品《我这不可爱的学弟》因违反规定，故判定为失去资格，正宗的作品递补上来成为优胜第一名，并决定在九月文库化。

“轻小说天下第一武斗会”的庆祝会在和泉家举行，参加者除了正宗和纱雾（透过网络），还有狮童国光、山田妖精和千寿村征。正宗企划了个有夏日祭典风格的派对，这样就算纱雾待在房间里头，也能创造出夏天的回忆。

以庆祝会上山田妖精的发言为契机，大家决定以“夏天取材&执笔集训”这种名目，前往妖精家所拥有的南方岛屿，进行所谓的“夏天取材&执笔集训”。集训第一天的夜里，妖精带着正宗来到以前父亲向母亲求婚的地方，发出“因为你是我的夫婿候补”的求婚宣言。虽然在正宗看来是被妖精求婚了，但妖精却坚决否认，并宣称总有一天正宗会向她求婚的。

集训的第二天，妖精利用工作的间隙大家玩起了国王游戏。为了顶替逃走的狮童国光，正宗透过网络连线找来纱雾。为了让无法走出房间的纱雾也能体会到集训的乐趣，妖精还提议国王固定给纱雾来当.村征因为不仅阅读到“和泉征宗的未公开小说”，还读到了正宗为她特意撰写的《转生银狼》的后日谈小说和全新的短篇小说，村征认为“只要征宗学弟能够每天为我撰写小说的话，就算自己再也不写小说也无所谓了”，自己的梦想已经藉由正宗的笔达成，于是做出“已经不会再写小说”的决定。和泉正宗藉由告诉村征自己写出“世界上最有趣的小说”的方法，让她知道“梦想一个人不止一个”，于是决定“写出世界上最有趣的小说”、“把它拿来给自己阅读”这个梦想这次要重新由自己亲手达成。

从集训回家的正宗。为正宗归来而高兴的纱雾。二人迎接新作的发售日。在去排列着作品的书店的路上，正宗开始讲述越过平板电脑的纱雾开始写小说时的事情。正宗因为某个“契机”而迷上了小说。与此同时，拒绝上学的纱雾也因为某个“契机”而上学。连接了二人的过去和现在，这个是那个「契机」的话——。

正宗和纱雾的新作《世界上最可爱的妹妹》发售了。纱雾依旧戴着面具，不断地从房间传递视频，宣言将拉开帷幕。另一方面，执笔《世界妹妹》第2卷的正宗却陷入了无可奈何的想法，向纱雾提出了商量。这个商谈居然是“想看可爱的妹妹的可爱之处！”——！？