Sau sự sụp đổ của tổ chức Museum, tuy việc sản xuất và phân phối Gaia Memory, thiết bị cho người sử dụng khả năng biến thành quái vật với sức mạnh to lớn, đã bị ngưng lại. Dù thế nhưng các Gaia Memory còn sót lại vẫn được bán tại chợ đen và tiếp tục gây ra những hiện tượng kì lạ cho thành phố Fuuto. Shotaro cùng người cộng sự Philip tiếp tục hành trình phá giải những vụ án kì lạ và cả hai sẽ lại cùng biến hình thành Kamen Rider W để chống lại những thế lực xấu xa âm ưu phá hoại thành phố Fuuto.