筒井光（佐野勇斗饰）是一个远离现实社会，生活在动漫和游戏的2D世界的高中生，在学校同学们都觉得他奇怪和恶心，可以理解他的就是御宅好友伊东，以及他最爱的动画女主角魔法少女，某一天他被安排与现实中的美少女五十岚色叶（中条彩未饰）一起打扫泳池，两人莫名其妙地迅速接近，还突然被对方告白，尽管他们的感情不被接受，他们还是开始了一场笨拙的纯爱故事
三次元女友 REAL GIRL三次元女友 REAL GIRL中条彩未五十岚色叶佐野勇斗筒井光清水寻也高梨三矢恒松祐里石野亚里沙上白石萌歌绫户纯惠优太朗伊东悠人虾夷道神田沙也加那波麿于英勉演职员表参考资料前期宣传2017年7月5日，宣布了漫画原作真人电影化的消息，并公布两位主演
2018年1月16日，公开了追加的4名参演演员；2月13日，公布由神田沙也加为电影中的漫画角色虾夷道配音；3月13日，公布电影上映时间，并发布了电影特报视频
