A Pines ikrek, Dipper és Mabel különös rejtélyek nyomára bukkannak bohókás nagybátyjuk, Stan városában, ahol a nyári szünetet töltik. Gravity Falls egy kis elszigetelt észak-nyugati városka, ahol azonban semmi nem az, aminek látszik.
A született kalandor Dipper, és az optimista energiabomba, Mabel egy rejtélyes újság után rájönnek, hogy Gravity Falls titkokat rejt. Miközben belevetik magukat a kutatásba, arra is rájönnek, hogy leginkább egymásra számíthatnak.