Tasogare Otome x Amnesia đặt bối cảnh tại Học viện tư nhân Seikyou, một ngôi trường cổ kính lưu truyền nhiều giai thoại huyền bí và che giấu một quá khứ tăm tối suốt sáu thập kỷ. Nơi đây bị ám ảnh bởi linh hồn của Yuuko, một thiếu nữ đã qua đời đầy bí ẩn ngay dưới tầng hầm khu nhà cũ của trường. Mất đi toàn bộ ký ức về quãng thời gian còn sống cũng như nguyên nhân dẫn đến cái chết của mình, Yuuko quyết định âm thầm thành lập và giữ vị trí đứng đầu Câu lạc bộ Điều tra Huyền bí. Mục đích duy nhất của cô là lần theo những manh mối bí ẩn để tìm lại câu trả lời về quá khứ đã bị lãng quên. Bộ phim hoạt hình dài 12 tập do Nhật Bản sản xuất, phát sóng lần đầu vào năm 2012 thuộc thể loại Hoạt Hình.