Narra las aventuras de los mellizos de 12 años Dipper y Mabel Pines, que ven cómo se desvanecen sus planes para el verano cuando sus padres deciden mandarlos con su tío-abuelo Grunkle Stan, que vive en el corazón de Gravity Falls. Pronto, Dipper y Mabel descubren que en Gravity Falls no todo es lo que parece y confían el uno en el otro y en sus nuevos amigos para descubrir lo que REALMENTE está sucediendo en este extraño lugar...