Дія розгортається влітку, в містечку Гравіті Фолз у штаті Орегон, куди близнюки Діппер і Мейбл Пайнс вирушають на канікули до свого двоюрідного дідуся Стена. Вони називають його дядьком. Дядько Стен - власник туристичного центру "Хатина чудес". Спочатку підліткам нудно, але незабаром вони виявляють, що в місті відбувається щось надприродне. Діппер випадково знаходить у лісі щоденник, у якому детально описуються всі аномалії Гравіті Фолз. Діппер одразу вирішує дізнатися про всі секрети дивного містечка і знайти автора щоденника. Але на кожному кроці Діппера і Мейбл підстерігає небезпека. Околиці Гравіті Фолз сповнені таємничих місць і дивних істот.