Maebara Keiichi a déménagé il y a peu avec sa famille dans le village de Hinamizawa. Alors qu'il profite de son nouveau quotidien, il apprend qu'un meurtre a eu lieu quelques années auparavant dans ce même village, mais tout le monde semble nier ce dernier…

Alors que Keiichi se renseigne davantage sur le meurtre d'un ouvrier à Hinamizawa, il remarque que Rena se comporte de plus en plus étrangement.

Après la danse du festival Watanagashi, Rena emmène Keiichi à la rivière. Ce dernier imite Rena pour laisser la rivière emporter son coton, et ainsi remercier la divinité protectrice du village, Oyashiro.

Le lendemain, un inspecteur de police nommé Ôishi rend visite à Keiichi pour lui poser quelques questions…

De jour en jour, le doute s’empare davantage de Keiichi. Rena vient le chercher un matin pour aller à l’école, mais il ne trouve pas le courage de lui faire face et décide de sécher les cours. Alors qu’il se torture l’esprit en voulant trouver un moyen de croire en son amie, un personnage inattendu lui adresse la parole.

Au mois de juin de l’année 1983, Keiichi reçoit un appel de Mion et Rena lui demandant de les rejoindre à Okinomiya. Après avoir participé à un tournoi organisé par son club, il reçoit comme récompense un objet particulier.

Keiichi était embêté par des voyous quand Shion et des habitants de Hinamizawa ont volé à sa rescousse. Alors que ce dernier est encore désorienté, Shion lui raconte comment les habitants du village ont réussi à faire abandonner le projet du barrage, ainsi que la raison pour laquelle ils sont si soudés depuis des générations.

Keiichi décide de suivre Shion au lieu d’assister à la danse sacrée du festival. Peu après, les deux adolescents tombent par hasard sur Takano, qui leur propose de s’introduire dans la remise sacrée contenant les accessoires pour le rituel Watanagashi. Une fois à l’intérieur, Keiichi apprend la terrible légende du village de Hinamizawa.

Keiichi regrette d’être entré dans la remise sacrée et craint d’être enlevé par les démons, comme Takano et Tomitake. Alors que le maire n’a toujours pas été retrouvé, une nouvelle personne disparaît à son tour…

Après une querelle sans importance, Keiichi se lance dans un défi culinaire avec Satoko. Cette dernière, accompagnée de Rika, va lui porter secours chez lui alors que son plat raté était sur le point de se transformer en catastrophe. C’est ainsi que Keiichi découvre une facette de Satoko qu’il n’avait encore jamais vue.

Satoko occupe de plus en plus l’esprit de Keiichi depuis qu’il est au courant de son triste passé. Peu de temps après, Satoko ne vient soudainement plus à l’école. Rika annonce alors une terrible nouvelle à ses amis…

Keiichi et ses camarades de club restent impuissants devant la crise de pleurs de Satoko. Ils se concertent alors pour trouver un moyen d’aider leur amie, mais leurs opinions semblent diverger.

Afin de sauver Satoko, le village de Hinamizawa décide d’oublier sa rancœur envers les Hôjô, qui persiste depuis le projet du barrage. Les habitants s’unissent alors de nouveau au nom de l’Alliance, mais Ôishi vient barrer la route à Keiichi et ses amis…

Keiichi et ses amis sont parvenus à arracher Satoko des griffes de son oncle, Teppei. Les dés du destin ont mené Rika vers le futur auquel elle aspirait tant, mais tout ne se passe pas forcément comme prévu…

Rika a décidé de défier son tragique destin encore cinq fois. Dans le monde suivant, alors qu’elle visite la boutique de jouets d’Okinomiya avec ses amis, elle tombe sur une vieille connaissance qui pourra peut-être lui apporter son aide.

Rika Furude ne désire qu’une chose, retrouver le simple bonheur du quotidien auquel elle a goûté une fois par le passé. Alors qu’elle s’accroche à un faible espoir en entrant dans le dernier monde, quelque chose lui ouvre enfin les yeux…

Rika rejoint un autre monde après une succession de morts tragiques. Dans ce dernier, elle découvre un tout nouveau Hinamizawa où aucun massacre n'a lieu et où la malédiction d'Oyashiro ne semble plus l'atteindre.

Au mois de juin de l’an 1983, le chant des cigales est étouffé par la musique du festival, et les lamentations sans fin se transforment en cris de joie. Un an plus tard, l’histoire reprend au mois de juin…

Rika révèle à Satoko le grand rêve qu’elle gardait enfoui en elle pendant de longues années. Cette dernière est désorientée par la nouvelle, qui changera peut-être le quotidien heureux qu’elle menait à Hinamizawa…

Rika obtient enfin la vie de lycéenne à Sainte-Lucia qu’elle désirait tant et devient vite l’idole de l'académie. De son côté, Satoko a des cours de rattrapage chaque jour pour essayer de suivre le niveau d’études et les traditions de l’établissement.

Comme attirée par quelque chose, Satoko pénètre dans la remise et se retrouve enveloppée d’une lumière divine. En ouvrant les yeux, elle remarque qu’elle se tient dans un lieu n’appartenant pas à son monde.

Au mois de juin 1984, Satoko n’a qu’un désir : rester à jamais aux côtés de sa Rika bien-aimée. Afin d’exaucer son vœu, elle se lance seule dans une longue bataille.

Après une durée interminable, Satoko a enfin identifié tous les facteurs qui influent sur le village Hinamizawa. Toutefois, cela semble avoir causé une distorsion dans les fragments sans que Satoko n'en ait conscience…

Le village de Hinamizawa se métamorphose petit à petit à cause du pouvoir d’Eua, qui finit même par influencer une certaine personne… Voici l’histoire du karma d’une petite fille ayant rejeté son humanité.