Когда звенит последний школьный звонок, Диппер и Мэйбл воодушевлённо планируют, как проведут беззаботное лето. Однако их ждёт сюрприз: родители отправляют их к двоюродному дедушке Стэну в лесной городок под названием Гравити Фолз. Там он управляет туристическим музеем — «Хижиной Чудес», полной бутафорных экспонатов и выдуманных историй. Стэн наживается на доверчивых посетителях, а дети сначала чувствуют себя как в ловушке среди обмана и рутины.
Ситуация меняется, когда Диппер натыкается на старую таинственную книгу с эмблемой руки. В ней подробно описаны аномалии, существа и феномены, которые невозможно объяснить логически. Вместе с Мэйбл он начинает замечать, что многие из этих вещей — настоящие. Каждая страница дневника ведёт их к новым тайнам, а город, казавшийся скучным, оборачивается эпицентром паранормального. Лето превращается в череду опасных, но захватывающих приключений.