В центре сюжета аниме "Моя любовь 999 уровня к Ямаде" - история о молодых людях, чьи жизни переплетаются в виртуальном и реальном мирах. Главная героиня Аканэ сталкивается с предательством: её парень уходит к другой девушке, с которой он познакомился в популярной онлайн-игре. Раздосадованная и обиженная, она решает отвлечься от своих переживаний, погрузившись в игру с головой.
В ходе одной из игровых баталий Аканэ сталкивается с игроком по имени Акито Ямада, который оказывается не только её одногильдийцем, но и реальным человеком, ведущим замкнутый образ жизни. Он полностью поглощен игрой и работой, что делает его довольно отстраненным и закрытым для окружающих.
Со временем между Аканэ и Акито зарождаются романтические чувства, однако подступиться к сердечной крепости Ямады не так просто. Его фокус на игре и работе создаёт барьер между ним и возможностью построить настоящие отношения. Несмотря на это, Аканэ не теряет надежды пробудить в нём ответные эмоции.
История развивается через призму взаимоотношений главных героев, их внутренних переживаний и сложностей, с которыми они сталкиваются в попытках совместить виртуальный мир своих увлечений с реальной жизнью.