Dopo aver trovato uno strano libro nel mezzo della foresta, Dipper inizia a scoprire il lato oscuro di Gravity Falls, sospettando anche che il nuovo fidanzato di Mabel sia in realtà uno zombie.

Stan porta i nipoti a pescare per svagarsi, ma i suoi piani cambiano quando i ragazzi gli chiedono andare a caccia di un mostro lacustre chiamato "il Drago trita-ossa" nel tentativo di vincere un contest fotografico.

I nipoti scoprono la vecchia collezione di statue in cera di Stan e Mabel decide di crearne una a sua volta. Ma quando la sua nuova opera viene manomessa, toccherà a lei e a Dipper mettere le cose a posto.

Dipper e Mabel vanno a trovare la vecchia nemesi di Stan, un fisico noto come il piccolo magico Gideon, che diventa ossessionato da Mabel.

Dipper cerca di fare colpo su Wendy accompagnando lei e i suoi amici in un vecchio negozio di alimentari abbandonato che si dice possa essere stregato.

Nel tentativo di diventare più mascolino, Dipper chiede aiuto a una banda di minotauri che vivono nel bosco. Nel frattempo, Mabel dà allo zio un nuovo look.

Stan organizza una grossa festa per fare pubblicità al museo Mistery Shack, mentre Dipper utilizza una strana fotocopiatrice per creare dei cloni di se stesso in modo da conquistare Wendy.

Nel giorno della festa della fondazione di Gravity Falls, i due bambini cercano di fare luce su una cospirazione che ruota intorno al fondatore della città.

Dipper rovina l'occasione di fare colpo su Wendy, decidendo così di utilizzare una macchina del tempo per rimediare al suo sbaglio.

Dipper viene sfidato a duello dal ragazzo di Wendy, Robbie, e materializza il personaggio dei videogiochi Rumble McSkirmish a fargli da guardia del corpo.

Dipper trova un cristallo magico con il potere di ingrandire e rimpicciolire qualsiasi cosa, ma Gideon se ne adopera per vendicarsi di Stan e riprendersi il Mystery Shack.

È Summerween, e Dipper e Mabel ricevono la visita di un mostro chiamato il Giustiziere, che dice loro di procurarsi 500 caramelle onde evitare di essere mangiati.

Mabel diventa la titolare del Mistery Shack dopo aver fatto una scommessa con Stan su chi dei due riuscirà a guadagnare più monete nell'arco di tre giorni, e quindi stabilire chi sia il miglior gestore.

Dipper, Mabel, Stan e Soos cadono per sbaglio nel pozzo senza fondo del Mistery Shack e decidono di raccontarsi l'un l'altro delle storie per passare il tempo.

È la giornata più calda di tutta l'estate, nonché il giorno d'apertura della piscina di Gravity Falls, dove Mabel stringe amicizia con un misterioso ragazzo di nome Mermando.

Dipper vuole una stanza tutta per sé e quando Soos ne trova una nello Shack, Stan fa competere Dipper e Mabel per aggiudicarsela. Nel frattempo, Dipper scopre che il tappeto al suo interno permette di scambiare i corpi di chiunque lo tocchi.

Quando Mabel scopre che la sua boy band preferita non è nient'altro che un gruppo di cloni imprigionati, decide di liberarli per poi tenerli con sé. Dipper è convinto che Robbie cerchi di fare il lavaggio del cervello a Wendy con un messaggio cifrato.

Un dinosauro scappato a Gravity Falls rapisce il maialino di Mabel, Dondolo, costringendo la famiglia Pines a una spedizione preistorica per riportarlo indietro.

Dipper, Mabel e Soos entrano nella mente di Stan per sconfiggere un perfido demone evocato da Gideon.

Quando Gideon conquista il Mistery Shack, Dipper e Mabel tentano il tutto per tutto per cercare di scacciarlo.

La famiglia Pines cerca di tornare alla normalità organizzando una festa dal titolo "Il Mistery Shack è tornato"... Ma niente è mai "normale" a Gravity Falls!

Quando il diario segreto di Dipper conduce lui e gli altri nel bunker segreto dell'Autore, un misterioso personaggio dal passato di Gravity Falls fa la loro conoscenza.

Dopo essere stata snobbata da Pacifica troppe volte, Mabel la sfida a una partita di golf in miniatura che prende una piega inaspettata quando alcuni residenti del luogo offrono loro aiuto.

Ormai vicino a sbloccare il computer portatile dell'Autore, Dipper riceve la visita del demone Bill che è intenzionato a fare un patto. Mabel mette in scena uno spettacolo di burattini per fare colpo su di un ragazzo.

Soos promette alla nonna che un giorno riuscirà a trovare una fidanzata e compra un videogioco simulatore d'incontri per imparare come si parla alle donne.

Stan racconta una serie di tre storie inquietanti a uno sfortunato visitatore del Mistery Shack per ore.

Dipper e la banda scoprono un'antica società segreta, la cui esistenza è stata cancellata dalla memoria dei cittadini di Gravity Falls.

Blendin torna a sfidare Dipper e Mabel in una battaglia futuristica che potrebbe rinchiuderli in prigione per sempre.

Durante un'uscita con Wendy ed i suoi amici, Dipper e Mabel trovano Robbie ancora afflitto dall'essersi lasciato con Wendy.

Mabel decide a tutti i costi di far trovare pace ai problemi di Robbie e fargli dimenticare la storia con Wendy usando le sue abilità di "appiccica cuori" organizzando quindi un incontro combinato con Tambry, ma le cose non vanno per il meglio.

Durante i preparativi per l'annuale festa della famiglia Northwest, riservata esclusivamente a figure importanti e celebrità, avvengono fenomeni sovrannaturali; Preston quindi ordina a Pacifica di chiamare Dipper a risolvere il problema. La mattina seguente, Pacifica si reca al Regno del Mistero e nonostante il suo iniziale rifiuto, Dipper accetta il lavoro di Pacifica in cambio di un invito per Mabel, Candy e Grenda.

Stan sta lavorando al macchinario sotto il Regno del Mistero e, dopo averlo rifornito di un liquame radioattivo che il congegno usa come carburante, attiva un conto alla rovescia portatile sincronizzato al marchingegno.

L'Autore, il fratello di Stan, è tornato ma piuttosto che ringraziarlo lo rimprovera sull'incoscienza dell'aver riattivato il Portale, oltre che accusarlo di essere egli stesso la causa del fatto di essersi perso in esso trent'anni prima. Mabel seda gli animi e Dipper è eccitatissimo alla vista dell'Autore.

Dipper vorrebbe giocare a Dungeons, Dungeons, e ancora Dungeons con qualcuno, ma data l'elevata complessità del gioco perché pieno di matematica non trova nessuno con cui fare una partita. Provando a giocare con Gompers, Dipper finisce nel laboratorio di Ford (che all'inizio dell'episodio aveva negato l'accesso al laboratorio a chiunque poiché pericoloso) e, nella caduta, libera una specie di polipo proveniente da un'altra dimensione acciuffato ad inizio episodio costringendo Ford a riacciuffarlo.

È morto il sindaco di Gravity Falls ed è giunta l'ora di eleggerne uno nuovo. Nonostante all'inizio sia riluttante all'idea, Stan si candida quando vede che l'unico a candidarsi all'inizio è Bud Gleeful: inizia quindi la campagna elettorale. Al contrario di Bud però, Stan non riscuote successo e Dipper e Mabel, con l'aiuto di un'invenzione di Ford, decidono di aiutarlo facendogli guadagnare velocemente popolarità e le sorti si ribaltano.

Ford, una notte, ha un incubo nel quale parla direttamente con Bill e la mattina seguente chiama a sé Dipper e Mabel per informarli del pericolo. I gemelli però lo informano che conoscono già il demone e Ford, piuttosto sorpreso, li avverte però che sta diventando sempre più forte e che l'unico modo che hanno e proteggersi con uno scudo di natura magica: per attivarlo però hanno bisogno di crine di unicorno.

Stan chiama a raccolta Dipper, Mabel, Soos, Grenda e Candy, dicendo loro di andare con lui in tutte le altre trappole per turisti presenti nell'Oregon per vendicarsi degli scherzi che gli altri gestori gli fanno ogni anno. Intanto, durante i preparativi, Mabel e Soos scoprono una scatola nella quale Dipper ha segretamente tenuto delle foto di Wendy e capiscono che non ha ancora superato del tutto la cotta per la ragazza. Mabel e Soos quindi convincono Dipper a guardare avanti dicendo che durante il loro viaggio potrebbe trovare qualche altra ragazza interessante e superare la situazione.

Manca una settimana al compleanno di Dipper e Mabel, e la ragazza comincia i preparativi per una grande festa, anche se Stan vieta ai nipoti di tenere un'altra festa al regno del Mistero dopo gli avvenimenti di "Il karaoke della paura". Su consiglio di Soos, i due gemelli decidono quindi di organizzare la festa nella palestra del liceo di Gravity Falls ma Dipper viene chiamato da Ford dicendo che la sua faccia sta andando a fuoco.

Bill ce l'ha fatta: è finalmente riuscito ad entrare nel nostro mondo e si appresta a dominarlo. Il suo corpo ottiene finalmente una forma fisica e, mentre Blendin torna nel suo tempo per avvertire il Bebè del Tempo e lo Squadrone di Rinforzo Anti-Paradossi Temporali, imprigiona Mabel in una bolla rosa.

Bill, dato che hanno ottenuto il pieno controllo su Gravity Falls, annuncia ai suoi compari che finalmente possono portare la follia e la devastazione dell'Oscurmageddon su scala mondiale e li manda perciò ai quattro angoli del pianeta per metterlo a soqquadro. Quando però comincia già a pregustare la vittoria scopre che attorno a Gravity Falls è presente un misterioso campo di forza che impedisce a lui ed agli altri demoni di uscire dal perimetro dalla cittadina, andando su tutte le furie.

Dipper, Mabel, Wendy e Soos, andando a rifugiarsi nel Regno del Mistero, lo trovano occupato da un gruppo di persone e creature varie sfuggite all'Oscurmageddon con a capo Stan. I gemelli sono felici di trovare il loro prozio al sicuro ma la felicità dura poco quando Stan mostra loro le condizioni nelle quali i rifugiati, tra più o meno gravemente feriti e contusi, vessano.