Ну не может моя сестрёнка быть такой милой 2 сезон

После событий первого сезона Кирино Косака возвращается из Соединённых Штатов, куда уехала из-за семейных обстоятельств. Для Кёсукэ её возвращение становится одновременно радостным и сложным событием. Он понимает, что отношения между ними изменились, а прежняя близость больше не может существовать в том же виде. Кирино по-прежнему увлекается играми и аниме, однако теперь ей приходится снова скрывать свои интересы от окружающих. Кёсукэ продолжает помогать сестре разбираться с проблемами, хотя его собственная жизнь становится всё более запутанной из-за чувств других девушек.

Особое место занимает Рури Гокоу, известная под псевдонимом Куронэко. После возвращения Кирино она продолжает общаться с Кёсукэ и постепенно становится для него всё более близким человеком. Рури признаётся ему в своих чувствах, и Кёсукэ оказывается перед необходимостью решить, какие отношения ему действительно нужны. Он принимает предложение Куронэко начать встречаться, однако их роман оказывается непростым. Рури понимает, что Кёсукэ эмоционально связан с Кирино и не способен полностью отстраниться от семейных проблем. После ряда событий Куронэко принимает решение расстаться с ним, хотя продолжает сохранять к нему чувства.

Тем временем Аясе Арагаки, школьная подруга Кирино, узнаёт о некоторых событиях и начинает проявлять собственный интерес к Кёсукэ. Ситуация осложняется тем, что Аясе всегда крайне негативно относилась к увлечению Кирино отаку-культурой. Однако её отношение к самому Кёсукэ постепенно меняется. Она признаётся ему в любви, но получает отказ. Несмотря на это, между ними сохраняется дружеская связь. Кёсукэ продолжает помогать Кирино, когда та сталкивается с проблемами в играх, школе и отношениях с окружающими. Постепенно он начинает понимать, насколько сильно сестра зависит от него эмоционально.