
Shoutarou Hidari, un enquêteur privé dur de l'Agence Détective Narumi, vit dans le but de protéger la paix dans la ville de Fuuto avec son partenaire curieux, Philip. Une belle nuit, Shoutaro rencontre une mystérieuse femme nommée Tokime, qui est bientôt liée à plusieurs cas d'homicide et de vol. L'enquête de Shoutarou l'amène à des gens qui utilisent « Gaia Memories » – des unités de mémoire semblables à des lecteurs de pouce tenant de grandes quantités de données – pour se transformer en bêtes formidables appelées « Dopants ». Alors que la majorité des utilisateurs de Gaia ont été mis à pied par l'équipe de détectives dans le passé, un certain nombre d'entre eux restent, ce qui représente une grande menace pour la sécurité publique. Une fois de plus, Shoutarou et Philip, utilisateurs de Gaia du côté de la justice, doivent se battre en tant que Kamen Rider W – le célèbre héros qui protège Fuuto – pour éradiquer le nid de dopants vilains, tout en découvrant la véritable identité de Tokime et en affrontant le passé depuis longtemps oublié.