Historien kretsar kring en mamma, Yukie Kitazawa, och hennes två adopterade döttrar, Rumi och Tomoko, som båda går i gymnasiet. Yukie är inblandad i en bilolycka när hennes man är borta på en affärsresa och tvingas betala tillbaka den andra parten, en ung man vid namn Taketo Nogawa, med sexuella medel. Taketo och hans far, en mäktig och korrupt affärsägare, utövar utpressning och våld mot Yukie, Rumi och Tomoko.

Men Yukies man har varit impotent under en längre tid (på grund av hans undertryckta sexuella attraktion till Tomoko), och Yukie kan inte låta bli att välkomna den sexuella uppmärksamhet Taketo visar henne. Taketo framställs som en impulsiv, frustrerad ung man med tendens till tillfälliga utbrott.

Yumi, som arbetar på Taketos fars företag, deltar också i den känslomässiga malströmmen; ibland verkar hon vara en lojal tjänare av företaget och dess intressen, t.ex. när det gäller att driva in de pengar som Yukie är skyldig. Vid andra tillfällen verkar hon mer bekymrad över Kitazawa-familjens solidaritet.

I mitten av det hela står Tomoko, lillasyster, en flicka som är så oskyldig att hon älskar alla. Tomoko gör allt i sin makt för att hålla familjen lycklig och samlad trots att de saknar genetiska band.

Ai Shimai följer inte strikt den kronologiska ordningen; det kan vara så att den andra och tredje delen skildrar separata, alternativa slut. Dessutom ses vissa scener genom olika karaktärers ögon, en berättarteknik som gör det möjligt för den fortskridande berättelsen att växla tillbaka och fylla ut där den tidigare slutade. Serien innehåller både heterosexuell och lesbisk kärlek (ibland i samma scen). Tomoko och Rumi har till och med sex medan deras mamma och Yumi har sex på sängen, med hjälp av en strap-on dildo.