تتمثل قصة مسلسل غرافيتي فولز في التوأمَين ديبر وميبل اللذان يقرر والديهما ضرورة نقلهما لقضاء إجازة الصيف في بلدة تبدو مملة بولاية أوريغون الأمريكية، تدعى غرافيتي فولز حيث يعيشان مع عمهما العجوز ستان في بيته الذي حوله لفخٍ سياحي يجني منه المال باسم كوخ الغموض. تبدأ الأحداث في التغير مع التوأمان ديبر وميبل تمامًا فور اكتشاف ديبر كتابًا مخبئًا بالغابة يحمل الرقم ثلاثة على يد من ست أصابع. الكتاب مدون فيه كل غرائب المدينة المختلفة التي سجلها أحد الأشخاص سابقًا عقب دراسات أجراها على تلك المدينة المختلفة عن غيرها من المدن، وأكثرهن غموضًا. منذ تلك اللحظة يتحول صيف التوأمين من صيفٍ مملٍ في مدينة ناعسة إلى أكثر صيف مشوقٍ سيقضيانه في حياتهما، الأفضل مِن ناحية المغامرات والغموض والإثارة. حيث ينطلق التوأمان في فك ألغاز هذة المدينة المليئة بالغموض، محاربة الأشرار، التصدي للمخربين وغيرها من الأمور اللااعتيادية بالنسبة للتوأمَين