第1話『俺と妹がラノベ作家になった理由』
ライトノベル作家を目指す高校生・永見祐は、ある日、妹の涼花から衝撃の事実を告白される。なんと祐が万年一次選考止まりだったラノベ大賞を涼花が受賞したというのだ！
第2話『俺の妹はどこまで高みを目指すんだ』
祐の前に校内一の美少女・氷室舞がやってきた。実はラノベ作家・炎竜焔だという舞は、永遠野誓の才能を研究したいと言い出し、祐のプライベートを強引に詮索しはじめる。
第3話『俺と妹は二人で一人のラノベ作家だ』
麗華にサービスシーンの強化と新ヒロインの登場を提案された涼花。しかし、サービスの意図がわからないため、祐から「ぱんちら」を学び、実際に試してみようとして……!?
第4話『俺はただ、妹に追いつきたかっただけなんだ』
永遠野誓のサイン会に、大大大ファンを名乗る美少女がやってきた。その正体は、なんと人気声優の水無月桜！ 作品に入れ込む彼女は、祐をお兄ちゃんと呼びはじめて……!?
第5話『俺は妹が世界で一番大好きだ』
舞の別荘にやってきた祐たち。ビーチでサンオイル、シャワールームで思わぬハプニングと、祐は女性陣に翻弄されてばかり。そんな中、祐の秘密を探る舞が大胆な行動に出る！
第6話『俺と妹の白桜女学院文化祭』
同人誌即売会でアヘ顔Wピース先生の手伝いをする祐たち。すると、大手サークルを運営する神坂姉妹がやってくる。両者の因縁に巻き込まれた祐は、同人誌対決をするハメに！
第7話『俺と妹の絶対に負けられない同人誌対決』
同人誌制作が佳境を迎える中、涼花が高熱を出してしまう。祐は涼花の下着を選んだり、体を拭いたりといろんなお願いを聞いてあげるのだが、よりハードなお願いが待っていた！
第8話『俺に新しく妹ができた件について』
永遠野誓の作品がいよいよアニメ化！ 監督との顔合わせが迫る中、家出した桜が祐の自宅に押しかけてくる。二人は涼花に隠れて、一夜をともに過ごすことになり……。
第9話『俺と妹たちの遊園地特訓』
原作の改変を阻止するためには、妹萌えを極めなければならない。祐は桜のラジオ番組に涼花とゲスト出演し、妹萌えの特訓として涼花とイチャイチャしはじめるのだが……。
第10話（最終回）『俺は妹に萌えていい』
逃げ出したあと。重なる幻影。すべてはあの約束からはじまっていた。素直になれなかった自分、ずっと目をそらしてきた自分。祐と涼花は、本当の気持ちに向き合えるのか？