《腹黑妹妹控兄记》的故事，就像名字所说，是讲述一个重度兄控的女主角高梨奈绪对其没有血缘关系的哥哥高梨修辅展开追求的日常生活。妹妹奈绪因为非常喜欢哥哥，所以除了经常故意让修辅看见她的杀必死，还对哥哥的糟糕兴趣进行管制，是个头上长著呆毛但实质为深谋远虑的腹黑妹妹。若数奈绪为所有妹妹角色中最为糟糕的一个也绝不为过。在妹妹一直“无意间”的诱惑下，哥哥修辅还给青梅竹马土浦彩叶及同班同学近藤茧佳看上，所以，修辅也过著非常糟糕的生活...