電視動畫《黃昏乙女×失憶幽靈》改編自日本漫畫家めいびい原作的同名漫畫。故事發生在战虒W園初中部，由于歷史悠久的緣故，許多不思議事件在校園中廣為流傳。某日，少年新谷真一迷失在了猶如迷宮一般的校舍之間，夕陽下，一個黑發少女的身影出現在了他的視線中。少女穿著真一沒有見過的古老校服，空洞的眼神里充滿了哀怨。難道，我遇見了幽靈？真一興奮的這樣想著。原來，幽靈少女名叫庚夕子，15歲那年不幸去世，因為失去了記憶，因此也想不起來究竟是如何死去的，為此苦惱的夕子這才每日徘徊在校園之中，成為了眾多靈異事件的始作俑者。作為唯一能夠看見夕子存在的人，真一成為了尋找夕子記憶的頭號人選，一個名為“靈異調查部”的社團就這樣成立了。