Akcja Mushi-uta rozgrywa się w niedalekiej przyszłości. Na dziesięć lat przed rozpoczęciem wydarzeń zaczęły pojawiać się dziwne, owadzopodobne istoty zwane „Mushi”. Mushi te mogą pożerać ludzkie sny i myśli, w zamian przyznając nadprzyrodzone zdolności. Bohater, Daisuke „Kakkou” Kusuriya, poznaje młodą dziewczynę o imieniu Shiika Anmoto. Stopniowo para zbliża się do siebie. Jednak, nieznane Kakkou, Shiika uciekła z tajnego ośrodka detencyjnego o nazwie GARDEN, który zamieszkiwają osoby posiadane przez Mushi, zwane Mushitsuki. Zbrojne ramię GARDEN, Specjalny Urząd ds. Ochrony Środowiska, wysyła swojego najlepszego zabójcę, aby ścigał Shiikę. Mimo to napotykają opór ze strony grupy oporu Mushibane, dowodzonej przez tajemniczą „Biedronkę”.