​El anime nos cuenta la historia de Masamune Izumi, un estudiante de instituto al que le encanta escribir novelas ligeras. Masamune vive con su hermana menor Sagiri Izumi, una hikikomori (persona que se encierra en su habitación y prácticamente no sale de ella) con la que batalla día tras día para que salga de su habitación. Masamune a la hora de escribir sus novelas ligeras siempre cuenta con la ayuda de un ilustrador que se hace llamar Eromanga-sensei, nunca se han visto las caras pero siempre cuenta con él para hacer la ilustraciones de sus novelas. Un día, viendo una retransmisión en directo por internet de cómo dibuja Eromanga-sensei, ¡Masamune descubre por accidente que Eromanga-sensei es en realidad su hermana menor desde el principio! Y para empeorar las cosas, de repente se mete en medio una escritora muy guapa y de gran popularidad que pondrá la vida de Masamune y Sagiri patas arriba. ¿Podrán salir de esta extraña situación? ¿Conseguirá Masamune hacer que Sagiri salga de su habitación?