《超可动女孩16》讲述了宅男房伊田春意外与动画手办少女诺娜展开奇妙同居生活的故事。对现实女性毫无兴趣的春是个硬核御宅族，某天他购入最爱的动画女主角诺娜的限量手办后，这个美少女手办竟突然活了过来！诺娜不仅拥有自我意识，还能自由活动，完全打破了春平静的独居生活。性格迥异的两人开始了鸡飞狗跳的同居日常，从最初的互相嫌弃到逐渐理解彼此。随着神秘组织"手办解放战线"的出现，诺娜的真实身份和手办觉醒的秘密逐渐浮出水面。春不得不与诺娜联手对抗追捕她的势力，在这场冒险中，原本沉迷二次元的宅男开始重新审视现实世界的羁绊与情感。