Satu tahun yang lalu, Sagiri Izumi menjadi saudara tiri dengan Masamune Izumi. Namun, kematian orang tua mereka yang tiba-tiba membuat keluarga baru mereka terpecah, mengakibatkan Sagiri menjadi tertutup dan membuatnya terasing dari saudara laki-lakinya dan masyarakat.
Sambil merawat apa yang tersisa dari keluarganya, Masamune mencari nafkah sebagai penulis novel ringan yang diterbitkan dengan satu masalah kecil: dia tidak pernah benar-benar bertemu dengan ilustratornya yang terkenal, Eromanga-sensei, yang terkenal karena menggambar erotika yang paling cabul. Melalui serangkaian peristiwa yang memalukan, dia mengetahui bahwa adik perempuannya sendiri adalah pasangannya selama ini!
Seiring dengan munculnya karakter dan tantangan baru, Masamune dan Sagiri kini harus menghadapi industri light novel bersama-sama. Eromanga-Sensei mengikuti perkembangan hubungan mereka dan perjuangan mereka untuk menjadi sukses; dan ketika Sagiri perlahan-lahan tumbuh dari cangkangnya, sampai kapan ia dapat menyembunyikan kepribadian aslinya dari seluruh dunia?
