11eyes comienza con Satsuki Kakeru y su mejor amiga Yuka Hasebe siendo arrojados a la Noche Roja, un extraño y hostil mundo paralelo en el que el cielo se torna rojo, la luna se vuelve negra y los monstruos deambulan por calles vacías. Aislados del resto y sin una explicación clara de por qué han sido llevados allí, ambos luchan por sobrevivir mientras intentan comprender las reglas de ese inquietante lugar. Cuando la pesadilla termina por un breve momento, Kakeru y Yuka se preguntan si todo habrá sido un sueño, hasta que la Noche Roja regresa y los deja atrapados en una situación mucho más peligrosa.
A medida que la amenaza se acerca, conocen a otros cuatro que se encuentran en la misma situación: Kusakabe Misuzu, una experta espadachina; Tachibana Kukuri, una chica callada y muda que se parece extraordinariamente a la hermana fallecida de Kakeru; Hirohara Yukiko, una joven vivaz cuya personalidad vuelve a la de una asesina fría cuando se quita las gafas; y Tajima Takahisa, un joven pirocinético. Obligados a depender unos de otros, los seis se unen en busca de respuestas, solo para descubrir que las sombras que los observan son tan peligrosas como el propio mundo.