Um mundo distante, chamado Gamindustri, é dividido em quatro regiões rivais: Planeptune, Leanbox, Lastation e Lowee. Cada uma destas áreas é protegidasprotegida por uma deusa, com cores bem características. A deusa roxa, Neptune, após viver um período de prestígio, acabou renegada e atirada em meio aos seres humanos. Mas quando uma divindade maligna chamada Arfoire ameaça todo o planeta, cabe a ela salvar o mundo.
A trama de Hyperdimension Neptunia, na verdade, é uma alegoria da guerra dos games nesta geração. As deusas representam os consoles, enquanto Arfoire é uma brincadeira fonética com o R4, periférico que permite a utilização de jogos piratas no Nintendo DS. Neptune, por sua vez, personifica o último console da SEGA, de mesmo nome, que nunca chegou a ser lançado.
A jogabilidade segue o estilo dos RPGs tradicionais, com batalhas em turnos e muita exploração de dungeons. Os combates garantem pontos de experiência, que servem para melhorar as habilidades dos personagens. O game também conta com toques de estratégia e trabalho em equipe, com ajudantes que possuem diferentes habilidades e ataques que fazem referência a games clássicos da SEGA.
