Dies irae comienza en la actual ciudad de Suwahara, donde una serie de espantosos asesinatos por decapitación altera la vida cotidiana. Ren Fujii intenta rehacerse tras una violenta pelea con su antiguo mejor amigo, Shirou Yusa, y su incómodo regreso a la rutina escolar pronto da paso a algo mucho más perturbador cuando empieza a soñar que es condenado a muerte en la guillotina. Esas visiones resultan inquietantemente cercanas a la realidad, y los asesinatos que se extienden por la ciudad vuelven cada vez más incierta la frontera entre la pesadilla y la vigilia.
A medida que continúan las muertes, las personas que rodean a Ren —entre ellas Kasumi Ayase y Rea Himuro— se ven arrastradas a un conflicto que va mucho más allá de las calles en las que se cometen los crímenes. Kei Sakurai, la enigmática Marie y otros actores ocultos se encuentran cerca del núcleo de unos poderes que Ren aún no comprende. Las lealtades cambian, resurgen viejas heridas y una historia enterrada irrumpe en el presente, vinculando Suwahara con un ritual llevado a cabo por oficiales nazis en Berlín el 1 de mayo de 1945. El drama escolar, la acción ocultista y el horror psicológico confluyen a medida que la ciudad se convierte en el escenario de rencillas personales, fuerzas sobrenaturales y revelaciones imposibles. Lo que comienza como un misterio en torno a un asesino acaba convirtiéndose en una lucha por las fuerzas que moldean el mundo de Ren y por los vínculos que unen a sus figuras clave.