Моя жена в онлайн-игре – популярный айдол рассказывает о жизни старшеклассника Кадзуто Аянокодзи, который в обычной школьной обстановке занимается своим хобби — играет в онлайн-игры. Его мир меняется, когда он узнаёт, что его подруга по игре, с которой они состоят в игровом браке, оказывается популярным айдолом из того же класса — Ринкой Мидзуки. Это открытие приводит к сложной ситуации, так как теперь их отношения выходят за рамки виртуального пространства и начинают влиять на реальную жизнь Кадзуто. Ринка, стараясь поддерживать статус жены в игре и вести себя подобным образом в повседневной жизни, вызывает у Кадзуто ощущение неопределённости и внутреннего конфликта.

Главный герой оказывается между двумя мирами — привычным и виртуальным, сталкиваясь с необходимостью понять, как строить отношения, когда игровой формат сменяется реальностью. Развитие сюжета связано с попытками Кадзуто и Ринки приспособиться к новой роли, не потеряв при этом самостоятельности и нормального школьного ритма. Основной конфликт заключается в том, как совместить разные стороны их общения и справиться с трудностями, возникающими из-за необычного положения, в котором оказался Кадзуто. Его решения и действия определяют, каким станет их совместное будущее и насколько реальны отношения, которые начались в игре.