La Academia Privada Seikyou, construida sobre la intriga de los mitos ocultos tradicionales, tiene un oscuro pasado: durante 60 años, ha sido perseguida por un fantasma conocido como Yuuko, una joven que misteriosamente murió en el sótano del antiguo edificio de la escuela. Sin memoria de su vida o muerte, Yuuko funda discretamente y dirige el Club de Investigaciones Paranormales en busca de respuestas. Después de una reunión casual, Yuuko se aferra al diligente estudiante de primer año Teiichi Niiya, quien puede ver el fantasma estrafalario, se acercan rápidamente y decide ayudarla. Junto con Kirie Kanoe, pariente de Yuuko, y el inconsciente segundo año Momoe Okonogi, profundizan en los infames Siete Misterios de la famosa escuela. Tasogare Otome x Amnesiacuenta una historia única de estudiantes que trabajan juntos para arrojar luz sobre los sucesos paranormales de su escuela, todo el tiempo acercándose más a la verdad detrás de la muerte de Yuko.
