Bộ phim bắt đầu với việc Kamen Rider W (Shotaro Hidari và Philip) đang điều tra một vụ án liên quan đến một nhóm tổ chức tội phạm, mà mục đích chính là chiếm đoạt sức mạnh của những "Core Medals" trong Kamen Rider OOO. Các Core Medals này là những vật phẩm mạnh mẽ có thể biến người sở hữu thành một Kamen Rider mạnh mẽ.