《我的妹妹不可能那么可爱第二季》讲述故事的主人公名叫高坂京介，是一名平凡的高二学生，而他却拥有一名担任时装模特的初二妹妹高坂桐乃。有一天，这个哥哥被自视甚高的妹妹告知了一个意想不到的烦恼，原来桐乃是一个萌系动画和美少女游戏爱好者，但她却太在意别人的眼光而不能将兴趣公诸于世，因此他与哥哥相量，而京介也决定帮妹妹一把，这样，京介就被卷 入了不平凡的日常当中。