La gente vive en paz y armonía en la ciudad ficticia de Fūto, la "ciudad de los vientos", una ciudad ideada de forma ecológica y alimentada con energía eólica. Sin embargo, comienzan a venderse entre los habitantes de la ciudad unos misteriosos dispositivos que parecen memorias USB llamados "Gaia Memory", que se utilizan para que los usuarios se transformen en Dopants, unas criaturas monstruosas que pueden cometer crímenes sin que la policía pueda detenerles o identificarles. Para empeorar las cosas, las Gaia Memory contienen una peligrosa toxina que provoca que sus usuarios vayan perdiendo poco a poco la razón hasta el punto que podrían morir si siguen usando los dispositivos sin control. Tras la muerte de su jefe, el autoproclamado detective Hard Boiled., Shōtarō Hidari trabaja resolviendo los crímenes de los Dopants con el misterioso Philip, que tiene el poder de entrar mentalmente en una biblioteca virtual donde se encuentran todos los conocimientos del mundo. Utilizando sus propias Gaia Memory y dos cinturones llamados Double Drive, los dos se transforman y fusionan en un solo cuerpo para formar a Kamen Rider Double, que lucha contra la amenaza para proteger Fūto