di sebuah kota ekologis bernama fuuto (  futo, atau "windy city"?), adalah kota yang memiliki banyak kincir angin dan orang-orang hidup dalam keharmonisan disana.
namun, sebuah organisasi misterius yaitu museum yang dibentuk oleh sebuah keluarga misterius yaitu keluarga sonozaki(diketuai ryubee sonozaki / terror dopant) dan foundation x (diketuai oleh jun kazu/eternal red flare/utopia dopant) menjual sebuah alat misterius yang menyerupai usb flashdisk yang disebut gaia memory kepada penjahat dan pihak yang tidak berkepentingan lainnya yang menggunakan mereka untuk menjadi manusia super dan pada kenyataannya menjadi monster yang disebut dopant, yang melakukan kejahatan di kota tersebut.
polisi pun tidak berdaya untuk menghentikan mereka.
yang membuat keadaan menjadi lebih buruk, gaia memory membawa dampak berbahaya yang menyebabkan pengguna-nya menjadi lebih kuat lagi sampai ke titik di mana mereka bisa mati dari perangkat yang mengancam jiwa itu (yaitu benar-benar menjadi monster - di dalam kasus isaka/weather dopant menjadi debu di neraka).
setelah kematian bosnya soukichi narumi/kamen rider skull, detektif shotaro hidari menyatakakan dirinya sebagai detektif yang hard boiled (keras) (yang pada kenyataanya half boiled karena ia masih memikirkan teman-temannya) bekerja sama dengan philip yang misterius (kemudian diketahui nama aslinya yaitu raito sonozaki), dan mereka pun memiliki gaia memory murni dan sebuah driver khusus bernama double driver, yang mereka gunakan untuk berubah (henshin) dan menggabungkan diri menjadi satu tubuh menjadi kamen rider double (w) untuk melawan dopant yang jahat dan melindungi kota fuuto agar tetap damai.
selain itu, ada juga seorang polisi khusus bernama ryu terui yang juga ikut berjuang melawan dopant dan berubah menjadi kamen rider accel (dan kemudian menjadi accel trial setelah diberi trial memory oleh shroud/fumine sonozaki).
masa lalu philip lama-kelamaan mulai terungkap yang ternyata dia memiliki hubungan darah dengan keluarga sonozaki dan organisasi misterius di museum (foundation x).
pemeran nama peran rider
shotaro hidari ( , hidari shtar?): renn kiriyama ( , kiriyama ren?)
philip (, firippu?): masaki suda (  , suda masaki?)
akiko narumi ( , narumi akiko ?): hikaru yamamoto ( , yamamoto hikaru?)
ryu terui ( , terui ry?):
minehiro kinomoto ( , kinomoto minehiro?)
mikio jinno ( , jinno mikio?):
takeshi nadagi ( , nadagi takeshi?)
shun makura ( , makura shun?): shingo nakagawa ( , nakagawa shingo?)
watcherman (, wotchaman?): nasubi (, nasubi?)
santa-chan (, santachan?): zennosuke fukkin ( , fukkin zennosuke ?)
queen (, kun?): tomomi itano ( , itano tomomi?, akb48 )
elizabeth (, erizabesu?): tomomi kasai ( , kasai tomomi?, akb48 )
ryubee sonozaki ( , sonozaki rybee?): minori terada ( , terada minori?)
saeko sonozaki ( , sonozaki saeko?):
ami namai ( , namai ami?)
wakana sonozaki ( , sonozaki wakana?): rin asuka ( , asuka rin ?)
kirihiko sudo/sonozaki (/ , sud/ sonozaki kirihiko ?): yuki kimisawa ( , kimisawa yki ?)
shinkuro isaka ( , isaka shinkur?): tomoyuki dan ( , dan tomoyuki?)
jun kazu ( , kazu jun?): gong teyu ( , kon teyu?)
smilodon dopant (, sumirodon dpanto?, suara): yasuhiro takato ( , takato yasuhiro?)
shroud (, shuraudo?, voice): naoko kouda ( , kda naoko?)
narasi, suara di gaia memory ( , narshon, gaia memori onsei?): fumihiko tachiki ( , tachiki fumihiko?)
aktor di dalam kostum
kamen rider double, kamen rider joker: seiji takaiwa ( , takaiwa seiji?), makoto
it ( , it makoto?)
kamen rider accel: eitoku (, eitoku?)
terror dopant: ryo
yokota ( , yokota ry?)
shroud: yki ono (
, ono yki?)
makoto it ( , it makoto?)
claydoll xtreme, dopant yang lainnya: satoshi fujita ( , fujita satoshi?)
utopia dopant, r nasca dopant, dopants lainnya: jun watanabe ( , watanabe jun?)
utopia dopant(sub), dopant lainnya: yugo
fujii ( , fujii
kamen rider double (w)
kamen rider accel
kamen rider skull
kamen rider eternal