Shiki Toono erwacht in einem Krankenhaus und sieht schwarze Linien, die die Wände und die Menschen um ihn herum bedecken. Da er seine Erinnerungen verloren hat, erfährt er, dass er einen schweren Autounfall überlebt hat, bei dem ein Splitter in seiner Brust stecken geblieben ist. Von den Linien angezogen, folgt er einer auf einem Gegenstand und stellt fest, dass er sie zerstören kann. Als ihm klar wird, dass er der Einzige ist, der diese Linien wahrnehmen kann, bekommt er eine Brille, um sie auszublenden, und beginnt, mit seinen Verwandten zu leben.
Acht Jahre später bringt der Tod seines Vaters Shiki zurück in die Toono-Villa, in der er aufgewachsen ist. Eines Tages, als er die Schule aus Angst verlässt, begegnet er einer geheimnisvollen Frau. Von einem plötzlichen Impuls überwältigt, zeichnet er mit seiner Fähigkeit die Linien nach, die sie bedecken. Danach erwacht er in der Villa wieder zu Bewusstsein und ist sich nicht sicher, ob das Geschehene real oder nur ein Traum war.
Shingetsutan Tsukihime ist eine Geschichte aus Abenteuer, Romantik und Mysterium. Als Shiki beginnt, seine Vergangenheit zu entschlüsseln, beginnen die Schatten des Unbekannten bald, ihn heimzusuchen.