En la ciudad de Fuuto, los delincuentes utilizan dispositivos similares a USB llamados «Gaia Memories» para convertirse en monstruos con superpoderes conocidos como «Dopants», que causan estragos en la pacífica ciudad. Sin embargo, también hay héroes que utilizan Gaia Memories para luchar contra estos criminales, uno de los cuales es el autoproclamado y duro detective Shoutarou Hidari. Con la ayuda de su ingenioso compañero Philip, los dos se transforman en Kamen Rider W, el héroe legendario de la ciudad de Fuuto.