En Kiss x Sis, la vida de Keita Suminoe cambia después de que muere su madre y su padre vuelve a casarse, incorporando al hogar a sus hermanastras gemelas Ako y Riko. Desde el primer encuentro, ambas chicas desarrollan un intenso afecto por su hermanastro menor, y lo que comienza como una simple reorganización familiar pronto se convierte en una lucha constante por la atención de Keita y por mantener la compostura.
Cuando Keita llega al final de la secundaria, estudia con ahínco para poder entrar en el mismo instituto que Ako y Riko, con la esperanza de mantenerse cerca de ellas mientras aclara sus propios sentimientos, tan confusos, sobre su nueva familia. Entre rechazar y ceder ante los cada vez más íntimos acercamientos de sus hermanas, también tiene que lidiar con otras chicas que muestran interés por él, lo que convierte su vida cotidiana en una imprevisible batalla contra la tentación. Entre la vergüenza, el apego y un romance incómodo, Keita se ve obligado a desenvolverse en un hogar en el que el afecto y el conflicto nunca están lejos.