A história se passa durante Junho de 1983, numa vila rural fictícia chamada Hinamizawa (雛見沢, Hinamizawa^?) (baseada na vila de Shirakawa, Gifu) que possui a população de aproximadamente 2000 habitantes. O personagem principal da série, Maebara Keiichi, se muda para uma vila chamada Hinamizawa e se torna amigo de suas colegas de classe: Ryuugu Rena, Sonozaki Mion, Rika Furude, Houjou Satoko e posteriormente Sonozaki Shion. Keiichi se junta as atividades do clube após a escola, que consistem, na maioria das vezes, em jogos de cartas ou tabuleiro.

A vila de Hinamizawa, aparentemente 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 aprende que no dia dos festival, nos últimos quatro anos, uma pessoa é assassinada e outra desaparece e nunca mais é vista. Keiichi então começa a investigar os estranhos eventos envolvendo o festival Watanagashi e o deus Oyashiro-sama. Em cada arco da história, um dos amigos se torna paranóico e comete os crimes. Geralmente os crimes envolvem o assassinato de seus próprios amigos.