Histoire : Tsuyoshi, un otaku très maladroit et complètement coincé, rencontre dans le métro la femme de ses rêves : Saori Aoyama. Un viellard complètement ivre arrive et commence à agresser la jeune femme. Tsuyoshi essaye alors de la défendre, mais il tombe à terre, perd ses lunettes et elle est sauvée par un autre. Cependant, Saori lui demande son adresse car elle tient à le remercier de l'avoir aidé.

Notre héros n'en revient pas, il rentre vite chez lui. Il est d'abord fou de joie, puis il se met à paniquer, car il se rend compte qu'il est amoureux mais il ignore totalement comment séduire sa bien-aimée ! Il demande alors de l'aide sur un forum où d'autres otaku sont connectés. Ce forum va alors devenir son plus grand soutient. Chacun écoute avec attention ses aventures et essaye de lui donner les meilleurs conseils. C'est d'ailleurs un des forumeurs qui va surnommer Tsuyoshi "Densha Otoko".

Quelques jours passent, il commence à se demander s'il n'avait pas rêvé quand il reçoit un colis! Ce colis contient un magnifique service à thé signé HERMES. Il est complètement retourné, et tout ses amis virtuels l'encouragent pour qu'il appelle Saori et la remercie...

C'est là que commencent toutes les péripéties de Tsuyoshi, toujours aidé par ses amis du forum afin qu'il arrive à séduire Saori.