Chaos;Head comienza con Takumi Nishijo, un joven de 17 años con inclinaciones hikikomori y residente de Shibuya. Un día comienzan a suceder en su ciudad extraños incidentes como suicidios colectivos o asesinatos, posteriormente denominados como "New Generation". Takumi juega habitualmente a un juego MMORPG llamado Empire Sweeper, en el que se hace llamar Knight Heart y está en el ranking de los mejores. Después de estos incidentes recibe a través del chat de dicho juego un montón de mensajes extraños, entre los que un jugador llamado Shogun le envía imágenes de los sucesos. Todo empieza a salirse de control cuando encuentra de vuelta a casa en un callejón algo inesperado...