Buttobi!! CPU acompanha a vida de um jovem estudante que recebe um computador experimental com forma de garota chamada CPU. Ela ganha consciência própria e passa a viver com ele, tentando entender o mundo humano enquanto lida com situações cômicas, mal-entendidos românticos e confusões tecnológicas. Entre escola, amigos e problemas do dia a dia, o protagonista precisa esconder a verdadeira natureza da CPU, ao mesmo tempo em que os dois desenvolvem uma relação cada vez mais próxima e cheia de momentos constrangedores típicos de uma comédia romântica ecchi dos anos 90.