《只有神知道的世界 天理篇》围绕着桂木桂马和中川天理展开。桂木桂马是个沉迷二次元美少女游戏的高中生，被称为“攻陷之神”，擅长在游戏中攻略各种女孩。中川天理外表是个不良少女，内心却十分单纯。天理因小时候的经历，内心封闭，有多个“人格”。桂马接受了驱魂任务，要攻略天理来驱逐附在她身上的恶灵。在攻略过程中，桂马带着天理体验各种不同的事情，逐渐打开了她的心扉。天理也在与桂马的相处中，对他产生了特殊的感情。随着故事推进，两人的关系不断变化，同时也解决了天理内心深处的问题，成功完成了驱魂任务，而他们之间这段特别的经历也令人印象深刻。