Serial 3D Kanojo: Real Girl Season 2 atau dikenal Real Girl Season 2., menceritakan Otaku remaja Tsutsui akhirnya mulai merasa nyaman dengan hubungannya dengan teman sekelasnya yang cantik, Iroha, namun dunia nyata terus mempersulit mereka berdua. Menjelang festival budaya sekolah, Tsutsui terjebak bekerja di panitia festival sementara teman sekelas Iroha menekannya untuk mengikuti kontes kecantikan. Sementara itu, sahabat Tsutsui, Itou, akhirnya memberanikan diri untuk menyatakan perasaannya kepada Ayado, namun dia menolaknya. Saat Itou berusaha mengatasi penolakan ini dan Tsutsui berjuang agar bisa bertahan dalam festival, mereka berdua memutuskan untuk melakukan apa pun yang mereka bisa untuk menjadi orang yang lebih baik. Akankah niat baik mereka membuka jalan menuju hasil yang membahagiakan, atau akankah lebih banyak hati yang patah dalam perjalanannya?
