Keiichi Maebara baru saja pindah ke sebuah desa kecil Hinamizawa pada tahun 1983. Sebuah desa yang hanya memiliki satu sekolah yang hanya diisi oleh beberapa belas murid saja, bahkan kelas mereka disatukan walau berbeda tingkatan.
Tanpa waktu yang lama, Keiichi sudah bisa beradaptasi dengan lingkungan dan teman-teman barunya. Rena, Rika, Shion, Mion, & Satoko bahkan mengajak Keiichi untuk bergabung ke klub mereka yang tidak jelas tujuannya.
Namun perlahan, Keiichi mulai merasa aneh dan merasa ada sesuatu yang para penduduk desa sembunyikan dari dirinya. Terutama tentang legenda lokal yang mengisahkan tentang dewi pelindung desa, Oyashiro. Keiichi mencoba bertanya kepada teman-temannya, namun mereka menjawab tidak tahu dan terkesan menghindari pertanyaan tersebut.
Hingga suatu hari, Keiichi menemukan sebuah bukti adanya kasus pembunuhan berantai yang pernah terjadi di desa tersebut di beberapa tahun belakangan ini. Keiichi terseret kedalam sebuah misteri yang belum pernah ia ketahui sebelumnya, akankah ia dapat mempercayai teman-temannya? ataukah sebalikanya?