W - Wish - erzählt die Geschichte zweier Geschwister, die ihre Eltern verloren haben. Am Tag, als seine Eltern starben, verlor Junna seine Erinnerung. Das Einzige, woran er sich erinnern kann, ist seine kleine Zwillingsschwester Senna, mit der er nun alleine im Haus seiner Eltern lebt. Die beiden sind ein Herz und eine Seele und Senna ist sich ganz sicher, dass beide für immer zusammen bleiben werden.

Eines Tages taucht seine alte Sandkastenfreundin Haruhi auf, deren Geschichte noch mehr Geheimnisse verbirgt, als es zu Beginn scheint. Mit der Wiederkehr von Junnas Erinnerungen tut sich jedoch ein noch größeres Rätsel auf, welches die heile Welt der beiden Geschwister auf den Kopf stellen könnte.