"Oreimo" (kurz für "Ore no Imōto ga Konna ni Kawaii Wake ga Nai") handelt von Kyōsuke Kōsaka, einem durchschnittlichen Oberschüler, dessen Beziehung zu seiner jüngeren Schwester Kirino seit Jahren distanziert und kühl ist. Kirino, ein überaus erfolgreiches Mädchen, das sowohl in der Schule als auch im Sport glänzt, verbirgt vor ihrer Familie und Freunden ein großes Geheimnis: Sie ist eine leidenschaftliche Liebhaberin von Anime und Eroge-Spielen, insbesondere solchen mit imōto-Themen. Als Kyōsuke zufällig ihre Sammlung entdeckt, bittet Kirino ihn widerwillig um Hilfe, um ihre Interessen geheim zu halten und gleichzeitig ihre Leidenschaft weiter auszuleben.

Im Laufe der Serie entwickelt sich die Beziehung der Geschwister langsam, aber stetig. Kyōsuke unterstützt Kirino dabei, Gleichgesinnte zu finden, darunter Ruri Gokō, eine introvertierte Mitschülerin, die sich als Cosplayerin und Otaku entpuppt, und Saori Makishima, eine selbstbewusste und erfahrene Otaku. Gemeinsam gründen sie einen Club, um Kirinos Interessen zu teilen und zu fördern. Die Serie thematisiert dabei nicht nur die Herausforderungen, die mit Kirinos Geheimnis verbunden sind, sondern auch die komplexen familiären Dynamiken und die gesellschaftlichen Erwartungen, die auf den Charakteren lasten.

Neben der Beziehung zwischen Kyōsuke und Kirino spielen auch romantische Verwicklungen eine Rolle. Mehrere Mädchen, darunter Ruri und Ayase Aragaki, Kirinos beste Freundin, entwickeln Gefühle für Kyōsuke, was zu Konflikten und emotionalen Spannungen führt. Kirino selbst ringt mit ihren eigenen Gefühlen gegenüber ihrem Bruder, die über die normale Geschwisterliebe hinauszugehen scheinen, was ein zentrales und kontroverses Thema der Serie darstellt.

Die Handlung ist geprägt von humorvollen Momenten, alltäglichen Szenen aus dem Leben der Charaktere und tiefergehenden emotionalen Konflikten. Die Serie behandelt Themen wie Akzeptanz, Identität und die Schwierigkeiten, sich in einer Gesellschaft zu behaupten, die oft wenig Verständnis für abseitige Interessen zeigt. Dabei bleibt sie stets in einem realistischen Rahmen, trotz der gelegentlich übertriebenen und komödiantischen Elemente, die für das Genre typisch sind.