Dipper et sa sœur jumelle Mabel partent chez leur Oncle Stan Pipes pour leurs vacances d'été. Stan vit dans une ville fictive Gravity Falls et il a un piège à touristes « La cabane aux Mystères ». Ils ont espéré que ce serait un été habituel mais la petite ville a ses mystères que les enfants commencent à révéler avec l'aide d'un journal crypté qu'ils ont trouvé dans la forêt.