Sejak dia masih kecil, Chihiro Furuya yang terobsesi dengan zombie menginginkan seorang pacar yang tidak mati. Tak lama kemudian, cintanya untuk semua hal zombie berguna ketika kucingnya Baabu ditabrak, mendorong Chihiro untuk mencoba membuat ramuan kebangkitan dan menghidupkannya kembali. Selama usahanya, ia melihat seorang gadis kaya bernama Rea Sanka berteriak ke sumur tua setiap hari tentang kehidupannya yang menekan. Setelah bertemu dan terikat dengannya, Chihiro diyakinkan oleh Rea untuk bertekun menyelamatkan Baabu. Akhirnya, ia berhasil dengan bantuan bunga hydrangea beracun dari kebun keluarga Rea.
Tidak menyadari keberhasilan ramuan itu dan berusaha melarikan diri dari beban hidupnya, Rea meminum ramuan kebangkitan, dengan keliru mengira ia akan mati. Meskipun itu tidak membunuhnya, efeknya masih tertinggal dan kematiannya akibat kecelakaan fatal menyebabkan dia terlahir kembali sebagai zombie. Dengan bantuan dari Chihiro, Rea berusaha untuk menyesuaikan diri dengan kehidupan barunya — meskipun tidak mati —.
Untuk seorang anak laki-laki yang menginginkan pacar zombie, situasi ini akan tampak seperti mimpi yang menjadi kenyataan. Tetapi di Sankarea, kehidupan Chihiro menjadi lebih aneh dari biasanya ketika ia berurusan dengan hasrat baru Rea yang aneh dan konsekuensi tak terduga dari transformasi dirinya.
