Les jumeaux Mabel et Dipper Pines sont forcés de passer leurs vacances chez leur grand-oncle Stan, à Gravity Falls. Mabel s'est déjà trouvé un petit ami, Norman, mais Dipper le trouve louche. Pas seulement Norman, d'ailleurs…
Le Grand-Oncle Stan emmène ses petits neveux à la pêche, mais ceux-ci préfèrent partir, avec Soos, à la poursuite d'un mystérieux monstre aquatique !
Les enfants mènent l'enquête pour découvrir qui a décapité la dernière attraction de la Cabane aux Mystères, une statue de cire à l'effigie de l'Oncle Stan.
Un prétendu enfant-medium, Lil' Gideon, s'est installé dans le voisinage. Ce concurrent ne plaît guère à Stan ! Mabel, en revanche, semble beaucoup plaire à Gideon…
Dipper et Mabel s'invitent à une sortie entre ados avec la bande de Wendy, dans une lugubre supérette abandonnée…
À la suite d'une vexation, Dipper part à la recherche de sa masculinité, tandis que Mabel tente d'aider l'oncle Stan à devenir séduisant.
À la boum de la Cabane aux Mystères, Mabel lutte pour l'honneur de ses amies. Quant à Dipper, il n'ose pas faire sa déclaration à Wendy… Heureusement, il a trouvé le moyen d'appeler des renforts !
Lors de la Journée Commémorative des pionniers, Mabel et Dipper suivent la piste d'un secret historique caché, mais ils attirent l'attention de la police !
Stan organise une fête foraine à la Cabane aux Mystères pour piéger plus de touristes. Dipper et Mabel y rencontrent, entre autres… un voyageur du temps !
Robbie a défié Dipper en combat à mains nues ! Dipper cherche un moyen d'y échapper… Mabel, quant à elle, a décidé de guérir Stan de sa peur des endroits élevés.
Dipper cherche un moyen de rabattre son caquet à sa sœur, qui n'arrête pas de le charrier depuis qu'elle est plus grande que lui. Pendant ce temps, Lil' Gideon prépare son retour…
C'est Summerween, et Dipper est tiraillé : aller récolter des bonbons avec Mabel, ou se rendre à une fête avec Wendy ? Une sinistre créature va peut-être le forcer à se décider.
Suite à un pari, Mabel prend la direction de la Cabane aux Mystères, pendant que Stan va tenter de gagner une fortune à la télé !
Tombés dans le Puits Sans Fond qui se trouve derrière la Cabane aux Mystères, Stan, Mabel, Dipper et Soos se racontent des histoires pour passer le temps.
Sortie piscine ! Dipper se fait assistant maître-nageur, et Mabel cherche à séduire un beau et mystérieux hidalgo qui ne sort jamais du bassin.
Mabel et Dipper se sont disputés et veulent chacun leur chambre. Stan, en adulte responsable, les met en compétition farouche pour décrocher la meilleure chambre.
Mabel et ses amies Grenda et Candy vont voir leur Boys' Band préféré, pendant que Dipper cherche à prouver que Robbie a ensorcelé Wendy à l'aide d'un CD maléfique.
Une expédition est montée pour aller sauver Waddles, enlevé par un ptérodactyle alors que Stan en avait la responsabilité.
Gideon a conclu un pacte avec un sinistre individu paranormal du nom de Bill Cipher… Dipper, Mabel et Soos vont devoir le suivre dans la tête de Stan pour l'arrêter !
Lil' Gideon a réussi à s'emparer de la Cabane aux Mystères ! Et il prépare quelque chose d'énorme… Heureusement, les enfants sont prêts à tout tenter pour la reprendre.