Narumi 探偵事務所所属のタフな私立探偵・Shoutarou Hidari は、鋭い洞察力を持つ相棒の Philip とともに、Fuuto の平和維持にひたすら取り組んでいる。ある夜、Shoutarou は謎の女性・Tokime と出会うが、彼女はまもなく一連の窃盗と殺人事件に関わり始める。さらに調査を進める中で、人々が USB ドライブのような形状をした「ガイアメモリ」を使って危険な生物「ドーパント」に変身していることを知る。彼らは以前から多くのガイアメモリ使用者を倒してきたが、まだ数人の者が都市に深刻な脅威をもたらしている。 Fuuto の伝説的な守護者である仮面ライダー W としての役割を再開した Shoutarou と Philip は、正義のためにガイアメモリを使用し、残るドーパントの脅威と対峙しなければならない。その過程で、Tokime の謎を解き明かし、過去に捨てたはずの過去と向き合うことになる。

本作では

「Gaia Memory はどのようにして作られたのか？」「なぜ W は戦い始めたのか？」といった疑問への答えを求め、Tokime は Shoutarou が過去を語るのを耳にする。物語の中心は、Shoutarou が尊敬し「おやじ」と呼んだ男、師匠である Soukichi Narumi との絆にある。風の吹く Fuuto 市で、Gaia Memory によって力を得た Dopants と呼ばれる謎の存在が現れ始めた。若き Shoutarou は Narumi 探偵事務所で Soukichi の助手として働き、探偵になることを夢見ていたが、「未熟者」として見下されていた。しかし、Soukichi が密かに Kamen Rider Skull として活動していることを知らず、Shoutarou は師匠にたびたび失望を覚えることになる。ある夜、事務所へ謎の電話がかかり、重要な会議への出席を命じられる。Shoutarou が Soukichi に続き、電話の主が用意した「切り札」を届けるために訪れた先で目にした光景は、すべてを変えてしまう。これは、孤高の探偵デュオである Shoutarou と Philip の物語、そして Kamen Rider W の始まりとなったあの夜の記録だ。その決定的な瞬間のすべてが明かされる。