在并不遥远的未来，人类文明高度发达，外星殖民不再是幻想。然而相对高度发达的科技，娱乐事业却受到前所未有的压制。艺能活动被认为具有蛊惑和腐蚀人心的恶劣影响而遭到当局禁止。好在渴望娱乐的种子仍在发芽，名为AKB0048的偶像团体志愿为所有蓝花星的人民送去快乐和梦想，她们顶住当局的压力举行非法演唱会，并公开招募第77期研究生。受到偶像感召，本宫凪沙（岩田华怜 配音）、园智惠理（渡边麻友 配音）、蓝田织音（仲谷明香 配音）、横沟真琴（三田麻央 配音）等满怀青春梦想的女孩相继报名。
家住千叶县的17岁普通高中生高坂京介（中村悠一 配音）有一个14岁的妹妹高坂桐乃（竹达彩奈 配音），可是，很长一段时间以来，这个外表可爱的妹妹和自己的关系并不密切，有时甚至可以用冷淡来形容。妹妹的身上究竟发生了怎样的事情呢？终于有一天，一个关于桐乃的秘密被京介发现了。 可爱 的妹妹居然是宅系的兄控？！虽然桐乃百般否认，但事实不容狡辩。随后，原本只在妹妹身边出没的千金大小姐槙岛沙织（生天目仁美 配音）和毒舌少女五更琉璃（花泽香菜 配音）也渐渐的围绕到了京介的身边来，她们都和妹妹一样，是秋叶原系的御宅族。因为是兄控而觉得分外苦闷的桐乃，究竟会和妹控的哥哥京介发展出一段怎样妙趣横生的关系呢？
