Sekai Oni suit l'histoire d'une petite fille, Shinonome Azuma, qui est abusée par sa famille, ce qui la rend instable au point de la pousser à ses limites, et est touchée par un mal rare: le syndrome de Alice, qui lui fait voir des choses dans n'importe quel reflet, et qui n'existe pas en réalité. Tout commence lorsque les choses qu'elle voit commence à affecter directement le monde que tout le monde perçoit et que la barrière entre réalité et illusion se brise, comme un miroir tombant au sol.