La cirujana cardiotorácico de segundo año del hospital Myungse, Oh Yeon Joo (Han Hyo Joo), sufre la desaparición de su padre Oh Sung Moo (Kim Eui Sung), que es un famoso escritor de webtoons, misteriosamente tras escribir el último capítulo de su obra maestra W, protagonizada por Kang Cheol (Lee Jong Suk), que en la historia es vicepresidente de JN Global, el propietario del canal de televisión W, y además es medallista olímpico en tiro. La historia da un giro cuando Yeon Joo decide buscar a su padre y se encuentra con el ficticio Kang Chul en persona, herido y al borde de la muerte. Ella salva a Kang Chul, entrando en un mundo ficticio, comenzado una historia de amor, el problema es que ella no existe en la realidad de Kang Chul, y él tampoco existe en la realidad de ella, generando dos mundos paralelos.

Kim Min-kyu (Yoo Seung-ho) vive una vida aislada debido a una alergia severa a otras personas. Él desarrolla erupciones extremas que se extienden rápidamente por todo su cuerpo una vez que hace cualquier tipo de contacto con la piel. Jo Ji-ah (Chae Soo-bin) es una mujer que está tratando de triunfar creando sus propios negocios. Sin embargo, después de un encuentro con Min-kyu, termina fingiendo ser un robot en lugar del supuesto robot Ag 3. El robot Ag 3 fue desarrollado por el exnovio de Ji-ah, el profesor Hong Baek-kyun (Um Ki-joon) y su equipo. El robot fue diseñado para ser probado por el genio Min-kyu, sin embargo, un accidente causó un mal funcionamiento de la batería del robot. Cuando Baek-kyun modeló al robot después de Ji-ah, el equipo termina recluyéndola para tomar el lugar de Ag 3.