Son vacaciones de verano y los gemelos de doce años Dipper y Mabel Pines fueron enviados al pueblo de Gravity Falls, Oregón, para visitar a su excéntrico tío abuelo Stan.

Parece que los hermanos tendrán unas vacaciones aburridas trabajando en la Cabaña del Misterio, la trampa para turistas del tío Stan, hasta que Dipper encuentra un diario escondido en el bosque. Este diario revelará que aún hay mucho más por conocer en el extraño pueblo de Gravity Falls.