La historia del anime se encuentra basada en la historia de Arcueid (final Tsukihime: True Ending Arcueid) del juego, donde sigue la vida de Shiki Tohno, un prodigioso estudiante de secundaria de 17 años, dotado de una misteriosa habilidad para ver las "Líneas de la Muerte", las cuales, cuando son cortadas, destruyen el objeto o el ser en el que estaban.