夏休みが到来し、双子の兄弟メイベル（声：クリステン・シャール）とディッパー（声：ジェイソン・リッター）は、夏休みを過ごすために両親によって辺境の町「グラビティ・スプリングス」に急遽やって来た。観光客を騙すことを専門とする観光名所「ミステリーシャック」には、あらゆる奇妙なものが存在します。しかし、さらに不気味なのは、この奇妙な町の森です。用心深く聡明なディッパーは森の異変に気づき、地下に埋もれた不思議な町の知られざる秘密が記録された不思議なノートを発見する。楽観的なメイベルと機知に富んだディッパーは、ミステリーハウスの店員であるウェンディとサスと知り合い、また、さまざまな素晴らしい町の住人にも出会いました。奇妙な町グラビティ・スプリングスで、彼らは小人、湖の怪物、蝋人形、超能力者などの一連の奇妙な出来事を経験しました。