En Ghost Hunt, la estudiante de secundaria Mai Taniyama pasa el tiempo intercambiando historias de fantasmas con sus amigos, sobre todo rumores en torno a un edificio escolar abandonado del campus que parece estar en el centro de todos los relatos. Esas historias se vuelven mucho más serias cuando el director del centro trae a Kazuya Shibuya, el presidente de 17 años de la Shibuya Psychic Research Company. Mai lo conoce primero como un joven misterioso que interrumpe el relato de historias, pero su llegada deja claro que las presencias del campus son algo más que un juego.
Al día siguiente, Mai se ve arrastrada de lleno a la investigación de Kazuya después de pasar junto al edificio, examinar una extraña cámara que divisa en el interior y entrometerse por accidente en el caso. El error rompe la cámara y deja herido al asistente de Kazuya, lo que obliga a Kazuya a contratar a Mai para que ayude a pagar los daños y sustituir al asistente. A partir de ese momento, Ghost Hunt se adentra en el mundo de la investigación paranormal, donde Mai empieza a aprender cómo funciona la caza de fantasmas y lo inquietante que puede llegar a ser lo sobrenatural cuando los rumores se hacen realidad. A medida que avanza la serie, la alianza entre Mai y Kazuya convierte las historias de fantasmas del aula en encuentros prácticos con lo desconocido, y cada caso los empuja más profundamente hacia el lado más inquietante de la vida escolar cotidiana.