動畫片3D彼女第二季全集改編自那波麿于著作的同名漫畫，講述了光是一位高三宅男，享受著游戲和動畫這些自己的御宅興趣，但是曾經在初中光的這些私人御宅興趣，被一位女同學拿出來在大家面前嘲笑，也讓他有了一點心理陰影。而由于一次老師安排的清掃泳池的工作，作為御宅族的光與現充美女色葉產生了交集。在光與自己的御宅朋友被曾經的同學發現后又要被嘲笑時，色葉出現嘲笑對方是丑女替光和他的朋友出頭，而且稱贊光的御宅朋友很可愛。 而光也在清掃的時候無意中看到了色葉卷入了感情糾紛，光鼓起勇氣出手幫助色葉，結果被對方臭揍一頓，對著受傷的光，色葉突然告白讓光不知所..