捜査一課の刑事・佐々倉（吉沢悠）は、母親の古書店で調べものをしていた。新たに起きた失踪事件で行方不明だった少年が発見された場所が京都の鞍馬だったことが気になっていたのだ。
かつて「神隠し」に遭った過去を持つ高槻（伊野尾慧）。12歳の時に突然行方知れずになり、1か月後鞍馬で発見されたのだ。その間の記憶はなく、被疑者不明の誘拐事件として未解決のまま捜査は終了していた。繋がりがあるのか…20年以上経ち、何かが動き始めた予感に戦慄を覚える佐々倉。

そんな中、高槻の「民俗学II」を受講している学生・葉山（萩原利久）が研究室にやってくる。高槻が講義で扱っていた「百物語」を実際にやってみたいというのだ。
「百物語」とは怪談を百個語ることで怪異を呼び起こす禁断の儀式のこと。「ぜひやろう！」と大喜びで参加を表明する高槻。尚哉（神宮寺勇太）を無理やり誘い、助手の瑠衣子（岡田結実）とともに会場の廃屋に向かう。集められていたのは、葉山がサークルなどで声をかけた難波（須賀健太）ら学生たちや、学食の栄養士・栗本小春（田辺桃子）など大学関係者ばかりだった。しかし開始直後、部外者のフリーカメラマン・寺内一（小池徹平）が遅れて姿を現す。
不穏な空気の中、「百物語」が開催される。ひとつ怪談を語り終えるごとに消されていく蝋燭の灯。百話目を語り終えたその時、新たな失踪事件が発生し――！？