美女とオタクの恋を描く。オタクで冴えない営業マンの剛司（伊藤淳史）は、ある日、電車で酔っ払い（泉谷しげる）に絡まれたOL・沙織（伊東美咲）を助ける。お礼がしたいと連絡先を聞かれた剛司は有頂天に。その出来事をネット掲示板で報告。やがて沙織から“エルメス”のカップが届くと、掲示板の常連たちは剛司に電話をしろとせっつく。
ネット掲示板で“電車男”と呼ばれるようになった剛司（伊藤淳史）は、“エルメス”こと沙織（伊東美咲）に電話をかけ、食事に誘う。が、店が思いつかず、電話をしながら掲示板に「めし どこか たのむ」とアドバイスを請う。そんな中、剛司が担当する派遣の陣釜（白石美帆）から「“ヲタ臭”消してから出直せ」ときつい一言を浴び、剛司は掲示板に泣きつく。
ネット掲示板の助言に従い、外見を変え、デートコースも下見した剛司（伊藤淳史）は、沙織（伊東美咲）とのデートを成功させた。二人の恋を応援する掲示板の常連たちは、電話で次の約束を取り付けろと、“電車男”の剛司をけしかける。沙織は剛司の誘いを快諾。沙織の変化に驚く友人・果歩（佐藤江梨子）は、剛司に会わせてほしいと言いだす。
沙織（伊東美咲）は、剛司（伊藤淳史）を果歩（佐藤江梨子）に紹介した。果歩は沙織に“友達止まりの男”ではなく、新しい恋をしてほしいと諭す。一方、剛司は掲示板の助言に従い、沙織と携帯電話のメールアドレスを交換。早速、沙織から海に行こうと誘いが。サーフィンが趣味と誤解されている剛司は、悩んだ末、サーフィンの猛特訓を開始する。
沙織（伊東美咲）は友人・裕子（須藤理彩）にせがまれて、剛司（伊藤淳史）に合コンを依頼。剛司は迷った末、“イケメン”の同僚・及川（前川泰之）を誘うことに。合コンの帰り道、沙織は「誰かにつけられている気がする」と、最近感じていた不安を剛司に相談。隠し撮り写真が送られてきたことを知った剛司は、沙織の送り迎えを買って出る。
沙織（伊東美咲）は、家族が出掛けている日に剛司（伊藤淳史）を自宅に招待する。浮かれる剛司は、早速、掲示板に報告。常連たちは、いよいよ告白の時期と、せりふを考える。当日、沙織は手作りマフィンで剛司をもてなし、次のデートも自分から誘う。二つ返事で了承した剛司だが、“コミケ”の出展日と重なっていると気付き、頭を悩ませる。
沙織（伊東美咲）を振り向かせたい一心で、剛司（伊藤淳史）はオタクをやめようと決意。掲示板の常連たちは衝撃を受けるも、温かい助言を。剛司は沙織の誕生日を決戦の日として、行動を開始する。一方、沙織に好意を抱くバーのマスター・桜井（豊原功補）は“電車男”が剛司だと確信。“脱・オタク”に励む剛司を尻目に、沙織に急接近する。
肺炎で入院した剛司（伊藤淳史）は、沙織の婚約者だと名乗る桜井（豊原功補）の存在に意気消沈。一方、沙織（伊東美咲）は桜井から、剛司が会うのを拒否していると聞き、落ち込む。数日後、退院した剛司は沙織の携帯電話に連絡。だが、桜井の策略でつながらない。自宅にかけた剛司は、沙織の母・由紀（秋吉久美子）と話し、沙織の心の傷を知る。
沙織（伊東美咲）は剛司（つよし・伊藤淳史）とパソコンを買いに秋葉原へ。いいムードになるも、なかなか告白できずに落ち込む剛司。後日、沙織に恋人がいないと知り、少し前向きに。沙織から家族との食事会に誘われた剛司は、またもや掲示板に対応策を相談。今や人気掲示板となり、住人たちはエルメスが掲示板の存在を知るのではと不安がる。
“電車男”の掲示板の存在に、啓介（速水もこみち）が気付いた。剛司（伊藤淳史）が自分のことを面白おかしく書いていると聞いた沙織（伊東美咲）は、がくぜん。「もう、私の前に現れないで」と剛司の弁解すら拒絶する。啓介も「姉とお前は住む世界が違う」と剛司に追い打ちをかける。落ち込んだ剛司は、掲示板に感謝と別れの言葉を書き込む。
沙織（伊東美咲）は、剛司（伊藤淳史）に懇願され、恐る恐る“掲示板”をのぞくことに。最初はその内容に嫌悪感を覚えるも、読み進めるうちに“電車男”を名乗る剛司の“エルメス”に対する純粋な気持ちと、掲示板の住人たちの優しさを知り、感動。“二人だけの秘密の場所でまっています”という剛司の書き込みを見た沙織は、家を飛び出す。
