Sinopse: A Seikyou Private Academy, construída sobre a intriga dos mitos ocultistas tradicionais, tem um passado sombrio - por 60 anos, foi assombrada por um fantasma conhecido como Yuuko, uma jovem que morreu misteriosamente no porão do antigo prédio da escola. Sem memória de sua vida ou morte, Yuuko discretamente encontra e dirige o Clube de Investigações Paranormais em busca de respostas. Um encontro casual leva Yuuko a se agarrar ao diligente calouro Teiichi Niiya, que pode ver o fantasma peculiar. Eles rapidamente se aproximam e ele decide ajudá-la. Junto com Kirie Kanoe, parente de Yuuko, e a distraída segundanista Momoe Okonogi, eles se aprofundam nos infames Sete Mistérios da famosa escola. Tasogare Otome x Amnésiaconta uma história única de estudantes que trabalham juntos para esclarecer os acontecimentos paranormais de sua escola, enquanto se aproximam da verdade por trás da morte de Yuuko.