2045年，全世界被塌缩液所污染。人类围绕着最原始的欲望——住所和食物，爆发了席卷全世界的第三次世界大战。战争结束后的世界，已经沦为了废土。在文明濒临灭亡的同时，战争和随之而来的劳动力不足问题也促进了机械技术的进步。其结果就是模仿人类被创造出来的“人形”。以向人类提供各种服务为目的，外表和人类少女没什么区别，拥有远超人类能力的机械生命体。那就是“人形”。随着技术的进一步发展，被交付与其相配的枪械的“战术人形”被各大军事组织采用。在这种情况下，军需企业“铁血工造”的AI突然向人类掀起了反旗。于是，对其展开调

身为名钢琴家之子的优秀音乐大学生千秋真一。想要赴欧学习指挥，却因为飞机恐惧症而一直无法出国。某天，不可思议的女子野田惠，突然出现在他面前，住在垃圾房里的她，是个无可救药的怪人？这女子的出现会对真一有什么影响呢？

电视动画《我的妹妹哪有这么可爱。》是根据由日本小说家伏见司撰写、神崎广负责插画的轻小说《我的妹妹哪有这么可爱！》改编的动画作品，亦是电视动画《我的妹妹哪有这么可爱！》的续作。