В центре сюжета фильма "Мой братик больше не братик!" - брат и сестра Ояма: Махиро, заядлый любитель хентайных игр, ведущий отшельнический образ жизни, и Михари, энергичная школьница с научным складом ума. Однажды утром Махиро обнаруживает, что его тело претерпело неожиданные изменения - он просыпается с ощущением сильной жажды и замечает, что в нем чего-то не хватает. В этот момент в комнату врывается Михари, объявляя, что произошедшее является частью ее эксперимента по "улучшению" брата.
Михари убеждена, что Махиро необходимо изменить свой образ жизни и стать более социально активным человеком. Брат оказывается в сложной ситуации: ему предстоит не только понять и принять произошедшие с ним изменения, но и сохранить свою привычную жизнь, несмотря на планы сестры. Впереди его ждут забавные и нелепые ситуации, ведь теперь он вынужден искать новые способы взаимодействия с окружающим миром.
Махиро пытается найти ответы на вопросы о своем новом состоянии и одновременно старается скрыть происходящее от посторонних глаз. Особенно сложно ему дается необходимость сохранения тайны перед друзьями и знакомыми, ведь любое неверное слово может выдать его секрет. Сестра же, в свою очередь, продолжает свои эксперименты, не подозревая о внутреннем конфликте брата.
История разворачивается в легкой и юмористической манере, показывая, как Махиро пытается адаптироваться к новой реальности, где его прежние интересы и привычки кажутся неприемлемыми. Фильм обещает зрителям множество комических моментов, связанных с неожиданными поворотами в жизни главного героя, который стремится сохранить свою идентичность в условиях непрекращающихся "улучшений" со стороны сестры.
