A história de Chaos;Head é definida no ano de 2008, em Shibuya e é centrado em torno de Takumi Nishijou, um estudante do ensino médio na privada Academia Suimei, e alguns estranhos acontecimentos que ocorreram recentemente na área de Shibuya. Dois eventos tinham ocorrido até agora e está sendo referenciado pela mídia e pelo público em geral como sendo eventos de uma Nova Geração. O primeiro evento com o nome Grupo de mergulho ocorreu no dia 7 de setembro, com cinco estudantes do ensino médio saltando para a morte fora de uma torre alta. O segundo evento ocorreu em 19 de setembro, em que um homem foi encontrado morto com um feto de 32 semanas de idade inserido no seu abdômen. A história começa em 28 de setembro com Takumi conversando com um amigo online chamado Grim. Grim tem de fornecer a Takumi a fundo sobre os recentes acontecimentos de Nova Geração desde que Takumi não é uma notícia local ou um interessado internacional. Uma pessoa chamada Shōgun junta-se à sala de chat e ele não disse uma palavra até que Grim saísse a sala do chat. Shōgun confronta Takumi e apresenta-o com um monte de links de imagens que retrata um assassinato muito horrível . No dia seguinte, como Takumi estava indo para casa após passar a tarde em um Cyber-café, ele se depara com a mesma cena que ele testemunhou ontem nas fotos do Shogun . Ele foge da cena do crime gritando, mas não antes de conhecer uma garota de cabelo rosa, coberta de sangue e vestindo o uniforme da Academia Suimei. A história avança daqui com Takumi tentando evitar se envolver com Shogun e outros eventos da Nova Geração como ele está lentamente pego em rodas de um grande esquema em movimento.