С наступлением долгожданных каникул двенадцатилетние близнецы Диппер и Мэйбл мечтают о лете, полном веселья и беззаботных дней. Но их планы рушатся, когда родители отправляют их в захолустный городок Гравити Фолз, где живёт их двоюродный дедушка Стэн. Он — владелец странного заведения под названием «Хижина Чудес», которое представляет собой музей с якобы паранормальными экспонатами. Туристы в восторге, но детям кажется, что всё это — чистый обман ради наживы.
Однажды, исследуя окрестности, Диппер находит загадочный дневник, полный описаний мистических явлений и существ, о которых не расскажешь в школе. Мэйбл поначалу скептически настроена, но вскоре и она становится свидетелем необъяснимого. Оказавшись в самом центре цепочки странностей, близнецы решают раскрыть все тайны этого города. Так начинается их удивительное лето — с монстрами, порталами и секретами, которые могут изменить всё, что они знали о мире.