Berlatar belakang setelah Kamen Rider W Returns: Kamen Rider Accel, Fuuto Tantei mengisahkan Shotaro Hidari, seorang detektif swasta yang bekerja di Narumi Detective Agency, dan rekannya Raito “Philip” Sonozaki, satu-satunya anggota keluarga Sonozaki yang selamat dan juga yang bisa mengakses Gaia Memories.

Di Kota bernama Fuuto, penjahat menggunakan perangkat USB yang dikenal dengan Gaia Memories. Dengan perangkat ini, mereka bisa merubah dirinya menjadi monster yang dikenal dengan Dopants. Walau sebagian penjahat menggunakan perangkat ini untuk kekerasan, ada beberapa orang yang juga memakai Gaia Memories demi kebaikan.

Salah satunya adalah Shotaro Hidari dengan rekan kerjanya Philip yang menggunakan Gaia Memories untuk mengamkan kota Fuuto.