«Соблазн 2,5-мерного измерения» — это захватывающая и юмористическая история о Масамунэ Окумуре, отаку, который предпочитает вымышленных девушек реальным. Однако все меняется, когда он встречает Рирису Амано, настоящую девушку, которая является такой же фанаткой аниме и манги, как и он.
Ририса не только разделяет любовь Масамунэ к аниме и манге, но и увлекается косплеем. Она сразу же производит впечатление на него, перевоплотившись в любимую героиню Масамунэ — Лилиэль. Границы между 2D и 3D начинают размываться, когда Масамунэ обнаруживает, что испытывает чувства к реальной девушке.
Однако их отношения не так просты, как кажется на первый взгляд. Другие члены клуба манги, друзья и семьи Масамунэ и Ририсы не понимают их увлечений и отношений. Масамунэ должен научиться балансировать между своим миром отаку и реальной жизнью, а Ририса должна найти свое место в его жизни, полной вымышленных персонажей.