《线上游戏的老婆不可能是女生》讲述了热衷网络游戏的少年西村英骑（丰永利行配音）的故事。在由电子信息构筑的虚拟世界里，他始终坚信“防守就是最有利的攻击”。然而，西村曾在网络中经历过一段无疾而终的恋情，令他心动的女孩，现实身份竟是一名中年欧吉桑。受到这次打击后，他发誓再也不相信网络世界里的任何人。
某天，游戏玩家亚子（日高里菜配音）向西村告白。虽然西村接受了她，并与她在游戏中举行了婚礼，但由于过去的经历，他始终对亚子的真实身份抱有怀疑。直到工会组织线下聚会，西村才惊讶地发现，亚子不仅是真正的女孩子，另外两名玩家濑川茜（水濑祈配音）和御圣院杏（市道真央配音）同样也是如假包换的女生。
