Shoutarou Hidari, un duro investigador privado de la Agencia de Detectives de Narumi, vive para proteger la paz en la ciudad de Fuuto junto a su inquisitivo compañero, Philip. Una buena noche, Shoutarou se encuentra con una mujer misteriosa llamada Tokime, que pronto se vincula con varios casos de homicidio y robo. La investigación de Shoutarou lo lleva a personas que usan "Gaia Memories", unidades de memoria similares a unidades de memoria USB que contienen grandes cantidades de datos, para convertirse en bestias formidables llamadas "Dopants". Si bien la mayoría de los usuarios de Gaia fueron derribados por el equipo de detectives en el pasado, algunos de ellos aún permanecen, lo que representa una gran amenaza para la seguridad pública. Una vez más, Shoutarou y Philip, usuarios de Gaia del lado de la justicia, deben luchar como Kamen Rider W, el renombrado héroe que salvaguarda a Fuuto, para erradicar el nido de malvados Dopants, todo mientras descubren la verdadera identidad de Tokime y se enfrentan al pasado olvidado.