A história se passa em junho de 1983, em uma pequena vila rural chamada Hinamizawa. O personagem principal da série, Keiichi Maebara, se muda para a vila e se torna amigo das colegas de classe Rena Ryuugu, Mion Sonozaki, Rika Furude e Satoko Houjou. Aparentemente, a vila de Hinamizawa é normal e pacífica. Entretanto, a tranquilidade termina quando é iniciado o festival anual Watanagashi, que comemora e agradece ao deus local, Oyashiro-sama. Keiichi descobre que, no dia do festival, uma pessoa é assassinada e outra some sem deixar rastros nos últimos quatro anos. Ele então começa a investigar os estranhos eventos envolvendo o festival Watanagashi e o deus Oyashiro-sama.