In einer Rückblende schlägt Keiichi Rena und Mion in der Nacht in seinem Zimmer bei ausgeschaltetem Licht brutal mit einem Baseballschläger zu Tode, während er vor Angst schreit und überall Blut spritzt. Im Juni 1983 wacht Keiichi auf, geht mit Rena und Mion zur Schule und lebt mit seinen Freunden im ländlichen Dorf Hinamizawa. Das Leben scheint ganz friedlich. Doch der Schein trügt.

Während des jährlichen Festivals wird Keiichi von Tomitake und Miyo über "Oyashiros Fluch" informiert. In den letzten vier Jahren ereignete sich in der Nacht des Festivals eine Reihe von Morden, die alle angeblich durch den Fluch der Schutzgottheit des Dorfes verursacht wurden. Am nächsten Tag trifft Keiichi auf Oishi und erfährt, dass Tomitake Selbstmord begangen hat.

Immer paranoider werdend meldet sich Keiichi krank, um seinen Freunden auszuweichen und tiefer in den Fall einzutauchen. Oishi sagt ihm, dass alle Opfer von Oyashiros Fluch mit seiner Gruppe von Freunden verbunden sind. In dieser Nacht entdeckt Keiichi etwas verdächtiges.

Rena stattet Keiichi einen Besuch ab, aber er wird paranoid und zwingt sie, das Haus zu verlassen. Beunruhigt durch sein aggressives Verhalten versucht Mion, sich bei Keiichi zu entschuldigen, aber er weist sie zurück. Nachdem er Rena mit einer Machete gesehen hat, will Keiichi wissen, wer all die Morde verursacht hat. Und Rena antwortet.

Die Timeline der letzten vier Episoden wurde zurückgesetzt. Keiichi trifft bei Angel Mort Mions jüngere Zwillingsschwester Shion. Er erfährt, dass die Zwillingsschwestern in ihn verliebt sind. Keiichi gewinnt eine Puppe in einem Wettkampfspiel für Rena, sehr zu Mions Ärgernis.

Während Rikas ritueller Aufführung untersuchen Shion, Keiichi, Tomitake und Takano den Geräteschuppen und erfahren mehr über die Bedeutung des Schreins. Takano, der sich für die Geschichte des Dorfes interessiert, vermutet, dass die Dorfbewohner die Tradition fortführen, Menschen an Oyashiro zu opfern. Shion und Keiichi versprechen, niemandem davon zu erzählen.

Keiichi erfährt, dass der Dorfvorsteher Kimiyoshi verschwunden ist. Shion sagt ihm, dass sie dem Dorfvorsteher gestanden hat, was sie getan haben. Shion denkt, es sei ihre Schuld, dass der Fluch ihn erwischt hat, weil er versprochen hatte, ihnen zu helfen. Keiichi glaubt, dass auch Rika in Gefahr ist.

Keiichi und Rena erfahren, dass Rika und Satoko verschwunden sind. Sie konfrontieren Mion in ihrem Haus. Sie gibt zu, dass Rika und Satoko sie zu Hause besucht haben und sie sie mit ihren eigenen Händen ermordet hat. Sie bittet Keiichi um ein privates Gespräch, bevor die Polizei sie festnimmt, und lockt ihn in eine Folterkammer.

Erneut wurde die Timeline der letzten vier Episoden zurückgesetzt. Die verstümmelte Leiche einer Frau wird plötzlich in einer nahe gelegenen Stadt gefunden. Keiichis Eltern reisen für ein paar Tage nach Tokio. Mit Hilfe von Satoko und Rika erfährt Keiichi von Satoshi und seinem Aufenthaltsort in der Nacht des letztjährigen Festivals, kurz bevor er einige Tage später verschwunden ist.

Während Satoko einige Tage in der Schule fehlt, entdeckt Keiichi, dass sie von ihrem Onkel Teppei missbraucht wird. Er bemerkt blaue Flecken an ihrem Körper, als er das Haus ihrer Familie besucht, um nach ihr zu sehen. Irie teilt Keiichi mit, dass Teppei das Dorf verlassen hat, nachdem seine Frau während des Festivals letztes Jahr getötet wurde.

Keiichi befürchtet, dass Satoko ihr Leben lang traumatisiert sein wird, wenn Teppei sie weiterhin missbraucht und beschließt ihn zu ermorden. Am Telefon bittet er Mion, Satoko zum Festival zu bringen. Mion erwähnt, dass Satoshi genau das sagte, bevor er letztes Jahr verschwand.

Keiichi wird von Takano zu Hause abgesetzt. Am nächsten Tag ist er verstört, als seine Freunde ihm sagen, er wäre die ganze Zeit mit ihnen auf dem Watanagashi-Festival gewesen. Satoko behauptet immer noch, dass Teppei sie missbraucht, obwohl Keiichi ihn doch bereits getötet hatte. Er geht in die Arztpraxis und gesteht Irie den Mord. Mit Folgen.

Keiichi geht zur Hojo-Residenz und findet Satoko verletzt im Bad. Er bringt sie in die Klinik und hört, dass Irie mit Schlaftabletten Selbstmord begangen hat und Oishi aus dem Dorf verschwunden ist. Keiichi entdeckt Rikas ausgeweideten Körper am Schrein und Satoko glaubt, dass Keiichi von Oyashiro besessen ist. Er versucht so sie von seiner Unschuld zu überzeugen. Doch vergebens.

Rika receives a visit from Hanyuu and is told about an artefact, the holy sword Onigari-no-ryuuou.

Rika makes a decision; Rika and the club members visit a toy store in Okinomiya.

Mysterious goings-on disrupt life in a small town.

Rika arrives in a world without tragedy, where she is free from Oyashiro-sama's curse.

A year after escaping near death, Rika reminisces about Hinamizawa; Satoko receives some surprising news; Rika decides she wants to go to St. Lucia Academy.

Rika tells Satoko about a dream she's been keeping secret for a long time; Satoko is confused.

Rika gets the life she's longed for at St Lucia Academy, but Satoko struggles.

Mysterious goings-on have disrupted life in a small town.

Satoko no longer wants to suffer, and begins a lonely battle to realize her own dream.

Satoko finds out that some non-looping people retain a fragment of memory from the loops she lived through. One of those people is her uncle Teppei.

Satoko tries again by using Miyo, who now also retains memories from previous loops.

Es ist der Juni im Jahre 1983.

Keiichi ist nach Hinamizawa gezogen und genießt sein neues Leben mit Rena und seinen anderen Freunden, die im Dorf leben.

Eines Tages im Juni bemerkt Rena, dass ihr Vater, der mit ihr zusammenlebt, ein etwas distanziertes Verhalten an den Tag legt, weshalb sie ihm langsam misstrauen.

Rena purchases tools at a local hardware store and places them in her hideout at the Dam Construction Site. Rina visits Rena's house and is delighted when Rena suggests that the two spend time together.

After witnessing Keiichi speaking with Oishi outside of school, Rena becomes convinced that Keiichi knows about her crime.

After watching Rika express her continued resolve to escape her fate to Hanyu in the Sea of Fragments, Satoko awakens alongside Rika in a new world. In need of a more reliable murder weapon, Satoko manipulates Teppei into giving her the contact information for an arms dealer.

Mion begins to develop feelings for Keiichi. Posing as Shion, she delivers a dinner box to him to thank him for giving her the doll. While working at a games shop one evening, Mion runs into Keiichi and Shion who appear to be on a date. After Keiichi and Shion leave together, Mion becomes tearful and angry. On the night of Watanagashi, Shion and Keiichi sneak into the ritual storehouse while Mion wonders about their whereabouts. Mion begins to scratch her neck after Satoko suggests that the two must be off alone together.

Mion lures Kimiyoshi to the Sonozaki mansion and violently tortures him to obtain information about Oyashiro's curse. The next day, Mion overhears Rika telling Keiichi that the world is "finished," leading Mion to believe that Rika is behind Oyashiro's curse. Not knowing of Rika's whereabouts, Satoko becomes concerned since she is unable to travel to a new fragment with Rika unless her death can be confirmed.

In a new loop, Rika tearfully confides in Satoko about her "nightmares." Satoko suggests that the nightmares may be messages from Oyashiro and encourages her to stay in the village. Later, the games club members participate in a baseball game which ends in victory when Satoko hits a home run. After a celebratory barbecue, Satoko visits Teppei in Okinomiya. She asks him to move in with her, explaining that the entire village has been bullying her.

Satoko continues deceiving her friends and her uncle by posing as a victim of abuse.

Satoko stops attending school and continues convincing Teppei that she is being bullied by the village. Keiichi and the others begin protesting outside of Child Welfare Services. Wanting to protect Satoko, Teppei invites Oishi to the house to explain the situation.

Keiichi continues to lead protests outside of Child Welfare Services to save Satoko. After seeing Keiichi's determination, Oishi suspects that he has been tricked by his friends into unwittingly taking part in bullying Satoko. When the Sonozaki family begins pressuring Child Welfare Services into action, Oishi offers to escort a social worker to the Hojo residence.

After beating her uncle to death, Satoko showers to clean the blood off of herself and attends the festival with Rika and the others. During Rika's dance, Satoko lures Keiichi away and asks him to come to her house.

Hanyu reminisces about her past and her relationship with Rika in the Sea of Fragments. Satoko overhears Hanyu telling Rika about a sword hidden inside in the ritual storehouse that can kill someone living in loops.

Eua overpowers Hanyu and forces her to watch Rika's death at the hands of Keiichi and Satoko in two separate fragments. While purchasing a present for Satoko's birthday in a new world, Rika begins to experience memories of being killed by Oishi.

Rika and Satoko begin to fight to the death across numerous loops.

Rika begins punching Satoko, telling her that she could never live in a world without her.