Sejak kecil, Chihiro Furuya yang terobsesi dengan zombie menginginkan pacar mayat hidup. Tak lama kemudian, kecintaannya pada semua hal yang berbau zombie menjadi sangat berguna saat kucingnya, Baabu, tertabrak, sehingga mendorong Chihiro untuk mencoba membuat ramuan kebangkitan dan menghidupkannya kembali. Selama usahanya, dia melihat seorang gadis kaya bernama Rea Sanka berteriak ke dalam sumur tua setiap hari tentang kehidupannya yang menindas. Setelah bertemu dan menjalin ikatan dengannya, Chihiro diyakinkan oleh Rea untuk bertekad menyelamatkan Baabu. Akhirnya, dia berhasil dengan bantuan bunga hydrangea beracun dari kebun keluarga Rea.

Tanpa menyadari keberhasilan ramuan tersebut dan berusaha melepaskan diri dari beban hidupnya, Rea meminum ramuan kebangkitan tersebut, karena mengira bahwa ia akan mati. Meskipun tidak membunuhnya, efeknya masih membekas dan kematiannya akibat kecelakaan fatal menyebabkan dia terlahir kembali sebagai zombie. Dengan bantuan dari Chihiro, Rea berusaha keras untuk menyesuaikan diri dengan kehidupan barunya-meskipun sebagai mayat hidup.

Bagi seorang anak laki-laki yang menginginkan pacar zombie, situasi ini tampak seperti mimpi yang menjadi kenyataan. Namun di Sankarea, kehidupan Chihiro menjadi lebih aneh dari biasanya saat ia berurusan dengan kegemaran baru Rea yang aneh dan konsekuensi tak terduga dari perubahannya.