Аниме "Люблю я младшую сестру, вот только не сестра она" рассказывает увлекательную историю о сложных отношениях между братом и сестрой — Ю Нагами и Судзуке Нагами. Судзука, старая отличница и президент студенческого совета, ведет активную жизнь в школе и пользуется уважением среди сверстников. Однако, у нее есть тайное увлечение — она пишет ранобэ о запретной любви, где главной героиней становится младшая сестра, влюбленная в своего старшего брата.
Когда её произведение неожиданно побеждает в престижном конкурсе, Судзука сталкивается с проблемой: чтобы сохранить свою репутацию невинной и беззаботной школьницы, она решает скрыть свое авторство. Вместо этого автором книги становится её брат Ю, который оказывается втянутым в мир литературы и общественного внимания. Теперь ему предстоит не только справляться с неожиданной популярностью, но и защищать имидж своей сестры от возможных слухов и недопонимания.
Сюжет наполнен комическими ситуациями, неловкими моментами и трогательными сценами, где Ю и Судзука осознают, как сложно бывает разделять родственные чувства и романтические увлечения. Аниме поднимает важные темы о любви, доверии и том, как общественное мнение может влиять на личные отношения. С каждой серией зрители погружаются в мир эмоций, дружбы и смеха, наблюдая за тем, как два героя пытаются найти баланс между обязанностями и чувствами, в то время как их жизнь становится всё более запутанной.