Konusu Hikari Tsutsui için, iki boyutlu alemdeki yaşam çok daha basittir. Sosyal açıdan beceriksiz ve beceriksiz, sadece sınıf arkadaşları tarafından acımasızca gülünç ve dışlanmış olmak için video oyunlarına ve anime'ye giriyor. Onun sefaletini paylaşan, kedi kulakları takan ve oyun dünyasına aynı derecede takıntılı olan tek arkadaşı Yuuto Itou . Havuzun geç gelmesi için ceza olarak temizlenmesi zorunda kaldıktan sonra, Tsutsui, Iroha Igarashi ile tanışır, ancak kötü niyetli ondan önce olduğu gibi ondan uzak durmaya çalışır. Kadın sınıf arkadaşları tarafından nefret edilen ve erkeklerle uğraşmak için rezil davranan ustaca kör, Tsutsui onunla uğraşmanın sorunlardan başka hiçbir şeye neden olmayacağına inanıyor.
3D Kanojo: Gerçek Kız, bu iki vurgunun etrafında dönen bir hikaye - daha önce hiç yaşamadığı duygularla dolu bir çocuk, onları çıplak bırakmak için mücadele ediyor ve onu kabuğundan çıkarmak için çabalayan bir kız.