以虚构城市“风都”为舞台，讲述了私家侦探左翔太郎（桐山涟 饰）与拥有特殊能力“地球图书馆”的菲利普（菅田将晖 饰）共同经营鸣海侦探事务所，与所长鸣海亚树子（山本光 饰）一同调查神秘事件。他们发现城市中流通着能将普通人变为怪物“掺杂体”的“盖亚记忆体”，而幕后黑手是掌控风都的园咲家族。两位主角通过六根“盖亚记忆体”合体变身为假面骑士W，以“二人一体的骑士”身份对抗敌人。