تتمثل قصة مسلسل غرافيتي فولز في التؤمان ديبر وميبل اللذان يقرر والديهما ضرورة نقلهما لقضاء إجازة الصيف في بلدة تبدو مملة بولاية أوريجون الأمريكية، تدعى غرافيتي فولز حيث يعيشان مع عمهما العجوز ستان في بيته الذي حوله لفخ سياحي يجني منه المال بإسم كوخ الغموض. تبدأ الأحداث في التغير مع التوأمان ديبر وميبل تمامًا فور اكتشاف ديبر كتابًا مخبئًا بالغابة يحمل الرقم الثلاثة على يد من ست أصابع. الكتاب المدون فيه كل غرائب المدينة المختلفة التي سجلها أحد الأشخاص من قبل عقب دراسات أجراها على تلك المدينة المختلفة عن غيرها من حولها وأكثر بقاع العالم غموضًا. منذ تلك اللحظة يتحول صيف التوأمين من صيفٍ مملٍ في مدينة ناعسة إلى أكثر صيف سيقضياه من تشويقٍ في حياتهما، أكثرهم من المغامرات والغموض والإثارة. حيث ينطلق التوأمان في فك ألغاز هذة المدينة المليئة بالغموض، محاربة الأشرار، التصدي للمخربين وغيرها من الأمور الغير اعتيادية بالنسبة للتوأمان.