Mahiro Yasaka é apenas um estudante do ensino médio comum, até que um dia ele é repentinamente atacado por um perigoso monstro. Quando tudo parece estar perdido, ele é salvo por uma garota de cabelos prateados chamada Nyaruko, que afirma ser a deusa metamorfa Nyarlathotep do Cthulhu Mythos do autor de terror H. P. Lovecraft, enviada pela Agência de Defesa Espacial à Terra. Ela explica para Mahiro que a criatura que o perseguia era um alienígena chamado Nightgaunt, que tinha planejado sequestrá-lo e vendê-lo como escravo.

Depois de resgatá-lo do alienígena, a deusa lovecraftiana se apaixona loucamente por Mahiro e se força a entrar em sua casa, muito para seu desgosto. Além disso, logo são acompanhados por outros dois do universo fictício: Cthuko, uma garota obcecada por Nyaruko, e Hasuta, um jovem facilmente confundido com uma bela mulher. Juntos, os três alienígenas excêntricos protegem Mahiro dos diversos perigos extraterrestres que ameaçam tanto ele quanto o bem-estar da Terra, ao mesmo tempo em que tornam sua vida um inferno.