Shoutarou Hidari, seorang penyelidik swasta yang rebus dari Badan Detektif Narumi, hidup demi melindungi perdamaian di kota Fuuto bersama rekannya yang ingin tahu, Philip. Suatu malam yang baik, Shoutarou bertemu dengan seorang wanita misterius bernama Tokime, yang segera dikaitkan dengan beberapa kasus pembunuhan dan pencurian. Penyelidikan Shoutarou membawanya ke orang-orang yang menggunakan 'Gaia Memories' - unit memori mirip dengan drive ibu jari memegang sejumlah besar data - untuk berubah menjadi binatang tangguh yang disebut 'Dopants. "Sementara sebagian besar pengguna Gaia ditolak oleh tim detektif di masa lalu, sejumlah dari mereka masih tetap, menimbulkan ancaman besar bagi keselamatan publik. """ Sekali lagi, Shoutarou dan Philip, pengguna Gaia di sisi keadilan, harus bertarung sebagai Kamen Rider W — pahlawan terkenal yang menjaga Fuuto — untuk memberantas sarang Dopants jahat, sambil mengungkap identitas sejati Tokime dan menghadapi masa lalu yang lama terlupakan.