A história gira em torno de uma mãe, Yukie Kitazawa, e suas duas filhas adotadas, Rumi e Tomoko que estão ambas no colegial. Yukie está envolvida num acidente de carro enquanto seu marido está fora numa viagem de negócios, e é forçada a pagar a outra parte, um jovem chamado Taketo Nogawa, por meios sexuais. Taketo e seu pai, um poderoso e corrupto empresário, chantageiam e violam Yukie, Rumi e Tomoko.

Mas o marido de Yukie tem sido impotente por algum tempo (devido à sua atração sexual reprimida por Tomoko), e Yukie não pode deixar de acolher a atenção sexual que Taketo lhe mostra. Taketo é retratado como um jovem impulsivo e frustrado, propenso a explosões ocasionais.

Yumi, que trabalha na empresa do pai de Taketo, também se junta ao turbilhão emocional; às vezes, ela parece ser uma serva leal da empresa e dos seus interesses, como a cobrança do dinheiro devido por Yukie. Outras vezes, ela parece mais preocupada com a solidariedade da família Kitazawa.

No meio de tudo isso está Tomoko, a irmã mais nova, uma menina tão inocente que ama a todos. Tomoko faz tudo ao seu alcance para manter a família feliz e unida apesar da falta de laços genéticos.

Ai Shimai não adere estritamente à ordem cronológica; pode ser que a segunda e terceira partes representem finais separados e alternados. Além disso, algumas cenas são vistas através dos olhos de diferentes personagens, uma técnica narrativa que permite que a história que avança volte para trás e preencha onde anteriormente parou. A série contém tanto heterossexuais como lésbicas que fazem amor (às vezes na mesma cena). Tomoko e Rumi até fazem sexo enquanto sua mãe e Yumi fazem sexo na cama, usando um dildo com alças.