听闻青梅竹马・小舟潮去世的消息后，网代慎平时隔2年回到了故乡和歌山市“日都岛”。前去参加葬礼的网代慎平被好友菱形窗告知“潮有被他人所杀害的可能”。甚至潮的妹妹・澪也称潮是被他人杀死的。在日都岛上流传着看到和自己相同模样的“影子”就会死去的传说。据说在生前，澪看到了潮的影子……

慎平本应是被澪的“影子”打穿了头部，但在意识恢复后，他却又位于开往日都岛的船上。而之后“和被枪击前一样”的事件也重复发生着。独自思考着的慎平，目睹了了驻在岛上的・凸村被澪用菜刀所刺杀的现场。此外，他还目睹了从被杀的凸村中生成凸村“影子”的场景。对眼前所发生的事感到震惊的慎平面前，出现了拿着菜刀的澪的身影……

被澪的“影子”刺伤的慎平又回到了7月22日。为了探明“影子”的真相，慎平去拜访了在潮葬礼的第二天全家失踪的小早川家，并遭遇了造成潮的遇难的少女・小早川诗织的“影子”。虽然慎平保住了一条命，但无计可施的他只好把一切都告诉了窗。到了7月24日，日都岛的夏祭。度过了短暂安稳时光的慎平……

夏日庆典的晚上，慎平面前出现了潮的“影子”。与其他的“影子”不同，她的行为就像潮生前本人一样，慎平虽然感到混乱，但还是掩盖不住与本来再也见不到的潮对话的喜悦。为了不被警戒“影子”的泠和窗发现，慎平把潮藏了起来，但潮不满地说想见到妹妹她们。之后，为了和窗等人汇合，慎平赶去了蛭子神那边，而“影子”泠再次出现在他面前。

把慎平从危机中解救出来的是同乘一艘渡轮的女性。她自称是慎平敬爱的作家南云龙之介，来帮助“网代慎平”。而且，她知道很多与“影子”有关的知识。与此同时，夏日庆典的会场内的“影子”进行着大屠杀。慎平前去帮助，但朋友们接连被杀。不久“影子”吞噬了岛上的人们……

第四次的7月22日。在渡轮上与慎平相遇，并告诉他“南云龙之介”的名字的女性——南方日鹤。她也以日都岛为故乡，为了解开手机上留下的谜一样的信息，时隔14年回到了故乡。知道“影子”和“海涅”的存在的日鹤，与猎人根津会合，知道了很多岛民都被换成了“影子”。

日津看了慎平整理的循环记录，判断发生在他身上的事情是事实。她曾经有过能作为慎平的话的根据的经历。为了不冒被“影”知道身份的风险，日鹤没有多说，但说会助于慎平一力。为了打倒小早川一家的“影子”，慎平、日鹤、根津前往小早川家。三人虽然成功捕获了诗织的“影子”……

为了打倒在一周目出现的澪的「影子」，慎平在日鹤与根津的守护下回到了小舟家。但是，「本不该出现」的潮却又一次现身。潮和慎平一样，从24日的夏祭穿越了回来。被突如其来的变故震惊到的慎平想要整理状况，却意外得遭到了澪的「影子」的袭击。而在潮的帮助下，慎平得以幸免于难，但取而代之的是潮被割开的手臂。

潮留下的手机里留下了一个视频文件，里面同时拍下了潮和潮的“影子”。两人开始讲述从相遇到留下视频的过程。坚信自己是“本体”的潮的“影子”感到困惑，不过，不久她开始和其他人合作探寻“影子”的真相。潮的“影子”看了视频后恢复了全部记忆和力量，她试着让慎平他们重温潮临死前的情景。

得知潮死亡真相的慎平。从潮与潮的「影子」留下的视频来看，鹰巢山上有关于「影子」的线索。那里有窗的老家菱形医院的旧病房。三人来到旧病房，院内的蛭子像与通往地下壕沟的暗门出现在了那里。一行人想往深处行进，但暗门却上了锁。

慎平、潮、窗被影子包围了起来。但是，「影子」对准的目标只有潮一人。这时，澪和凸村两人看到了诗织的「影子」，开始追踪她的脚步。而在慎平所在之处，诗织的「影子」指向着一个窨井的下方。澪等人追随着诗织的「影子」，此外，日鹤（龙之介）和根津也目睹了这一切。而在总算跨过了困境的慎平他们面前出现的，是一位意外的人物——。

窗的妹妹·朱鹭子说，到现在为止，她一直把喂给蛭子大人的死去的人，称为「食饵」。所谓蛭子大人，就是夏日祭典那天，在日都岛神社出现的被「大影子」称为「妈妈」的和服少女·波稻。朱鹭子操纵「影子」，想要阻止慎平他们的计划。在这个情况下，「大影子」突然出现，将澪绑架为人质。「大影子」计划着一边让慎平活着一边迎接夏日祭典的日子。

第五次的7月22日。恢复意识后，日鹤确信慎平是时间旅行者。潮用自己的力量告诉了日鹤目前为止的经历后，她相信了慎平并决定和他一起行动。为了留住诗织的影子，一行人向着小早川家走去，不料日鹤（龙之介）遭到袭击。全灭的慎平想着重来第六次，然而14年前的世界——存在于日鹤的记忆中。

日鹤与波稻在过去曾是朋友。但是有一天，波稻因为无法忍受“饥饿”而暴走了。因为过去发生的一连串的事情，龙之介在日鹤的心中活了下来。在日鹤记忆中的慎平和潮，回过神来已经回到了突入小早川家之前。作战中止，当天夜里，慎平把窗等人召集到日都岛中小学，利用潮的力量让大家重温到了目前为止所有循环的经历。

慎平在体育馆加深了伙伴们的团结，却被「影子」狙击，突然突入第七次循环。波稻注意到，随着慎平的循环不断重复，起点也逐渐偏离。于是她修改了作战计划，打算彻底除掉慎平。当晚，为了打倒四手，慎平等人再次聚集在日都岛中小学。四手则带着很多「影子」来到了这里。「影子」对慎平等人的总力战开始了……

顶住了四手率领的「影子」们总攻击的慎平等人，平安地生存了下来。这时，澪提议让自己的「影子」成为伙伴。通过潮的力量，澪的「影子」被成功引入。以澪的「影子」和朱鹭子的故事为线索，一行人前往菱形医院。但是，家里已经是空空如也的状态，什么东西都没有了。走进医院内通往蛭子洞的参道，出现了窗父母的身影。

窗的父亲，菱形医院的院长菱形青铜向大家说明了四手的真面目，一行人在医院暂时休息。第二天早上，一边追寻着「影子」的气息，慎平和潮一边尝试驱除潜藏在岛上的「影子」。在「影子」的袭击下，慎平等人拯救了陷入危机的孩子们。之后，慎平向着蛭子大人——日都神社，一切开始的地方行进。

来到日都神社的慎平，拜访了宫司雁切。慎平给雁切看了70年前的照片，照片上的雁切和现在一样。慎平质问他是不是就是就是菱形医院的第一任院长菱形纸垂彦。不久，慎平知道了雁切是为死去的父母报仇的事，想要打倒他，但是在犹豫要不要杀害不是「影子」而是人类的纸垂彦的时候，对雁切的样子产生了某种违和感。

慎平等人失去了潮。在绝望的情况下，雁切和波稻出现了新的动向。通过慎平的联络得知潮死亡的泠和日鹤分别前往慎平指定的汇合处。泠和窗一起回到“慎平”身边，等待她的却是雁切。另一方面，日鹤前往的地方，“慎平”正在等着她。