Rozen Maiden se centra en Jun Sakurada, un joven traumatizado y recluido en casa que pasa los días comprando cosas por internet y devolviéndolas, hasta que una extraña nota y una sola palabra —«sí»— lo arrastran al mundo de las muñecas vivientes. La primera muñeca en llegar hasta él es Shinku, una muñeca de cuerda y la quinta de Rozen Maiden, un grupo de muñecas con conciencia creadas por el legendario fabricante de muñecas Rozen. Para entrar en el Alice Game, la batalla que decidirá qué hermana se convertirá en la muñeca perfecta conocida como Alice, Shinku necesita un medio humano, y Jun resulta ser, de manera improbable, quien puede desempeñar ese papel.
A medida que más integrantes de Rozen Maiden se instalan en la casa de Jun, su vida tranquila se convierte en una lucha sobrenatural llena de muñecas rivales, peligros ocultos y viejos enemigos que resurgen del pasado. Lo que comienza como una cooperación a regañadientes se convierte poco a poco en un vínculo de confianza, y Jun se ve obligado a afrontar el miedo que lo ha mantenido aislado durante tanto tiempo. Juntos, Jun y las muñecas deben soportar las exigencias del Alice Game mientras aprenden lo que significa depender de otros, protegerse mutuamente y seguir adelante.