ライトノベル作家で生計を立てる高校生・和泉正宗は、一年間部屋に引きこもっている義理の妹・紗霧と二人きりで暮らしていた。ある日、同じクラスの高砂智恵に、自身の小説の挿絵担当でもある正体不明のイラストレーター「エロマンガ先生」が、ネットで正宗を揶揄していたことを聞かされる。「エロマンガ先生」の動画配信の生放送を観ることになった正宗は、そこで「エロマンガ先生」の正体を知ることとなり――！？

和泉家を前触れなく訪れた、紗霧のクラスの委員長・神野めぐみ。彼女の目的は「紗霧を学校に連れていく」ことだった。意気込むめぐみの強引さと、話をする気も無いという紗霧の頑とした態度。両者に挟まれ困惑する正宗だったが、紗霧はどんな娘か？というめぐみの問いに対して、本人が聞いているとも知らずにその思いの丈を語りはじめる――。

和泉家の隣に建つ空き家の洋館は、近所で噂の「幽霊屋敷」だった。その窓に白いドレスの幽霊を見たと言い張るめぐみを正宗は気のせいだと一蹴する。しかし紗霧までもが、隣家からピアノの音が聞こえたと言い出す。怖くて絵が描けないという紗霧のため、洋館に乗り込む正宗。そこで正宗は、意外な人物の衝撃的な姿を目にすることとなる――。

年下の人気ライトノベル作家・山田エルフの「仕事」を見せてもらったことで彼女と打ち解けた正宗。そんな二人の仲を疑い、やきもちを焼く紗霧に、正宗は自らのある決意を伝える。それは紗霧に自分を本当の兄と認めてもらうため、あるものを題材にしたライトノベルを書くということだった。「究極のラノベ」にするという正宗の言葉に、信じないと言う紗霧。そんな紗霧をよそに、正宗は猛然と作品を書きはじめる――。

正宗が書き上げた原稿をきっかけにして、ぎこちないながらも正宗に歩み寄ろうとする紗霧。正宗の鈍感さが仇となり、想いがすれ違う二人だったが、夢への第一歩として、新作を本にするための企画書づくりに取り掛かる。次第に紗霧との共同作業に没頭していく正宗の元に、山田エルフから、一通のメールが届くのだった。その文面は、「助けなさい！いますぐ！」――！？

「和泉ちゃんが好きなものを好きになりたい」紗霧と友達になるための手掛かりとしてめぐみは自分もライトノベルを好きになろうとする。智恵の協力（？）の甲斐あって、ほどなくライトノベルに夢中になっためぐみ。正宗は彼女に、紗霧に本を借りにくるよう提案する。はじめは面会を断固として拒否する紗霧だったが、彼女は正宗にある条件を出す…。ついにめぐみを部屋に迎え入れた紗霧がとった、驚くべき行動とは――？

新作の出版を急く正宗は、担当編集者・神楽坂から提示された小説コンペ「ラノベ天下一武闘会」への参加を即決する。しかしそこに居合わせた大人気作家・千寿ムラマサが同じくコンペ参加を申し出、正宗の前に立ちはだかる。正宗たちの夢を「つまらない夢」と呼び、妨げる彼女に、賭けを持ちかける正宗。エルフの助力を受けつつ、改稿作業に取り組む正宗の元を訪れた意外な人物、それは千寿ムラマサその人だった――。

「好きな人がいるんだ」正宗がそう言ってムラマサの告白を断ったと聞き、喜ぶ紗霧。だが不器用な二人の距離は簡単には詰まらない。そんな中、新作の文庫化に向け、泊まり込みの仕事に出掛けて行く正宗と家で一人留守番をすることになる紗霧。二人それぞれに気掛かりなのは、お互いのことと浴衣姿、準備が進む花火大会のこと――。

「名付けて『夏の取材＆執筆合宿』！」エルフの思いつきから、南の島へと旅行に行くことになったラノベ作家たち。山田家所有の豪華な別荘に驚きつつも、一同が羽を伸ばすなか、エルフは正宗に、自分の「彼氏役」を務めるよう言いつける。「取材」を言い訳にして、いつにもまして積極的な彼女が、はしゃぐ笑顔の後ろ手に、隠し持つ本心とは――。

合宿から帰宅する正宗。正宗の帰りを喜ぶ紗霧。二人は新作の発売日を迎えることとなる。作品が並ぶ本屋を見に行く道すがら、正宗はタブレット越しの紗霧に小説を書き始めた頃のことを語りはじめる。ある「きっかけ」があって小説にのめり込んだという正宗。同じ頃、登校拒否をしていた紗霧もまた、ある「きっかけ」のおかげで学校に通うようになったのだという。二人の過去と現在を繋いだ、これはその「きっかけ」の話――。

正宗と紗霧の新作、『世界で一番可愛い妹』が発売になった。相変わらずお面をかぶって、部屋からの動画配信を続けている紗霧は「ふぇすてぃばる」の幕開けを宣言する。一方、『世界妹』2巻の執筆中にアイデアに詰まった正宗は、紗霧に相談を持ち掛ける。その相談とはなんと、「かわいい妹の、かわいいところが見たいんだ！」――！！？