Shoutarou Hidari, um investigador particular obstinado da Agência de Detetives Narumi, vive para proteger a paz na cidade de Fuuto ao lado de seu curioso parceiro, Philip. Uma bela noite, Shoutarou encontra uma mulher misteriosa chamada Tokime, que logo é ligada a vários casos de homicídio e roubo. A investigação de Shoutarou o leva a pessoas que usam "Memórias de Gaia" - unidades de memória semelhantes a pen drives contendo grandes quantidades de dados - para se transformarem em feras formidáveis ​​chamadas "Dopants". Embora a maioria dos usuários de Gaia tenham sido abatidos pela equipe de detetives no passado, alguns deles ainda permanecem, representando uma grande ameaça à segurança pública. Mais uma vez, Shoutarou e Philip, usuários de Gaia do lado da justiça, devem lutar como Kamen Rider W – o renomado herói que protege Fuuto – para erradicar o ninho de vilões Dopants, ao mesmo tempo em que descobrem a verdadeira identidade de Tokime e confrontam o passado há muito esquecido.