Anime được thực hiện theo bản visual novel phát triển bởi 5bp và Nitroplus, Chaos;Head là một câu chuyện về một kẻ giết người(ảo giác) kì bí, mang những nhân tố mạnh như máu đông,xung đột tâm lý và giả tưởng. Game sử dụng một nét đặc trưng gọi là "delusional trigger", thứ cho phép người chơi điều chỉnh realness với surrealness thông qua perspective của nhân vật chính ,thứ tác động trực tiếp vào cốt truyện.
Tại năm 2014, Minimum Holder là những người được phát hiện sở hữu siêu năng lực. Nice và Murasaki - các Minimum Holder - là thành viên của một tổ chức thám tử mang tên "Hamatora" tọa lạc tại Nowhere Café ở Yokohama. Tuy nhiên, khi Thanh Tra Art yêu cầu họ giúp đỡ trong phi vụ điều tra kẻ sát nhân hàng loạt trong khu vực, bộ đôi quyết định sẽ tham gia khi biết được rằng mục tiêu của kẻ sát nhân này chính là các Minimum Holder.
Kazuya Kagami không bao giờ đi bất cứ nơi nào mà không có "Sakura Obi" quý giá mà mẹ anh đã tặng anh. Một ngày kia, một cô gái xinh xắn, trang trí kimono tên là Kiriha xuất hiện trước mặt anh. Kiriha tự nhiên bắt đầu sống với Kazuya trong phòng của mình
Kyousuke Hyoubu, an ESPer who was betrayed many years ago, is now one of the most powerful ESPers—and also a fugitive. However, behind that glare lies a kind heart.
Ở ranh giới của 2 bờ, có 8 triệu vị thần, linh hồn người chết phục vụ cho Thần Linh, và có vài linh hồn giúp đỡ cho các sinh linh khác. Một cô gái trung học dễ thương tên Hiyori Iki liên tục bị các bạn gái cùng lớp bắt nạt và cô ấy chỉ biết chui vào phòng vệ sinh để khóc