双子のパインズ姉弟ディッパーとメイベルは、大叔父が暮らすオレゴンの不思議な町、グラビティ・フォールズでひと夏を過ごすことになり、思いがけない冒険が始まる。ディッパーとメイベルの大叔父は詐欺師で、スタン大叔父さんとして知られている。双子が到着するとすぐに彼は姉弟にステリーハウスの仕事を手伝わせる。彼は娯楽施設を経営していて、何も知らない観光客をだまし、法外な代金を巻き上げているのだ。ディッパーとメイベルはミステリーハウスがインチキだとすぐに見抜くが、新しく住み始めた町の様子がどこか変だと感じ、2人でグラビティ・フォールズの謎を解き明かし始める。