La storia ruota attorno a una madre, Yukie Kitazawa, e alle sue due figlie adottive, Rumi e Tomoko, entrambe al liceo. Yukie è coinvolta in un incidente d’auto mentre suo marito è via per un viaggio di lavoro, ed è costretta a ripagare la controparte, un giovane di nome Taketo Nogawa, con mezzi sessuali. Taketo e suo padre, un potente e corrotto uomo d’affari, ricattano e violano Yukie, Rumi e Tomoko.

Ma il marito di Yukie è impotente da qualche tempo (a causa della sua attrazione sessuale repressa per Tomoko), e Yukie non può che accogliere le attenzioni sessuali che Taketo le mostra. Taketo è ritratto come un giovane impulsivo e frustrato, incline a scoppi occasionali.

Anche Yumi, che lavora nell’azienda del padre di Taketo, si unisce al vortice emotivo; a volte, sembra essere una leale servitrice dell’azienda e dei suoi interessi, come raccogliere i soldi dovuti da Yukie. Altre volte, sembra più preoccupata della solidarietà della famiglia Kitazawa.

In mezzo a tutto questo c’è Tomoko, la sorella minore, una ragazza così innocente che ama tutti. Tomoko fa tutto ciò che è in suo potere per mantenere la famiglia felice e unita nonostante la mancanza di legami genetici.

Ai Shimai non si attiene strettamente all’ordine cronologico; è possibile che la seconda e la terza parte rappresentino finali separati e alternativi. Inoltre, alcune scene sono viste attraverso gli occhi di diversi personaggi, una tecnica narrativa che permette alla storia che avanza di tornare indietro e riempire dove si era interrotta in precedenza. La serie contiene scene d’amore sia eterosessuali che lesbiche (a volte nella stessa scena). Tomoko e Rumi fanno addirittura sesso mentre la loro madre e Yumi fanno sesso sul letto, usando un dildo strap-on.