Eromanga-sensei se centra en el escritor de novelas ligeras Masamune Izumi y su hermastra recluida Sagiri, que aún intentan reconstruir una vida familiar normal después de perder a sus padres. Masamune depende de una misteriosa ilustradora llamada Eromanga-sensei, cuyo arte provocador ayuda a que sus libros destaquen, pero la colaboración se vuelve incómoda cuando sale a la luz la identidad de la artista y los dos hermanos se ven obligados a enfrentarse no solo como familia, sino también como colaboradores.
A partir de ahí, Eromanga-sensei mezcla comedia doméstica con las exigencias de la industria de las novelas ligeras, siguiendo a Masamune mientras corre contra los plazos y a Sagiri mientras empieza poco a poco a volver al mundo exterior. La serie mantiene estrechamente unidos su hogar y su trabajo creativo, de modo que cada nuevo proyecto, malentendido y éxito público pone a prueba por igual su orgullo y su dependencia. A su alrededor, la autora rival Elf Yamada y el resto del círculo creativo aportan tensión, competencia y apoyo, ofreciendo a la historia una visión más amplia de cómo jóvenes escritores y artistas persiguen el reconocimiento mientras aprenden a confiar en las personas más cercanas a ellos.