Kaneda, młody mężczyzna, doznaje amnezji wywołanej traumą po odnalezieniu zwłok swojej koleżanki i przyjaciółki, Hiwako Shima. Po wypisaniu ze szpitala dzięki tajemniczemu dobroczyńcy, wraca do szkoły i próbuje odtworzyć wspomnienia dotyczące incydentu. Do tego dochodzi jeszcze większe skomplikowanie sprawy: jego wyparte wspomnienia przybrały formę surrealistycznej istoty z głową w kształcie półksiężyca. Razem wyruszają w podróż, aby rozwiązać zagadkę morderstwa Hiwako.