“W – Hai Thế Giới” xoay quanh câu chuyện về một chàng trai và một cô gái cùng sống tại Seoul nhưng thuộc hai thế giới khác nhau. Cô bác sĩ đến từ thế giới thực Oh Yeon Joo (Han Hyo Joo) là con gái của họa sĩ truyện tranh Oh Sung Moo (Kim Eui Sung) – tác giả webtoon ăn khách “W” với Kang Chul (Lee Jong Suk) là nhân vật chính. Trong một lần tìm kiếm người cha mất tích, Yeon Joo đã vô tình bị kéo vào thế giới của Kang Chul.