Yuuichi, banal jeune homme de 17 ans, va faire ses études dans une petite ville où il était venu 7 ans plus tôt. A l'époque, il y passait ses vacances avec sa cousine Nayuki. Il ne garde néanmoins aucun souvenir précis de cette époque, que ça soit des rencontres qu'il y a fait ou des aventures qu'il y a vécu. 

Un jour où il attend que Nayuki ai fini de faire ses courses, il se fait bousculer par une étrange fillette. Elle s'appelle Ayu et tous deux réalisent rapidement qu'ils étaient autrefois compagnons de jeu. Au fil de ses rencontres, Yuuichi va peu à peu retrouver la mémoire sur son passé vécu dans cette ville et découvrir des souvenirs parfois douloureux qu'il aurait certainement du oublier à jamais... 

Adapté d'un eroge des mêmes auteurs que Air, Kanon 2006 est un remake d'un premier anime de 13 épisodes datant de 2002.