Een enorme anomalie verwoestte het vasteland van Japan en verwoestte het grootste deel van Tokio, waardoor driekwart van de stad in de oceaan verdween.
Tien jaar later verschuift het verhaal naar Ganta Igarashi, een ogenschijnlijk gemiddelde leerling die naar de middelbare school in de prefectuur Nagano gaat. Als ontsnapte vluchteling en overlevende van de fantastische aardbeving heeft Ganta een normaal leven geleid en heeft hij geen herinneringen aan de ramp. Dit verandert allemaal wanneer een vreemde man, bedekt met robijnen pantser en bloed door de ramen van zijn klaslokaal zweeft. Waanzinnig grijnzend vermoordt de 'Rode Man' de hele klasse van Ganta, maar in plaats van hem te doden, steekt hij een roodachtige kristallen scherf in de romp van Ganta. Binnen enkele dagen na het bloedbad wordt Ganta ter dood veroordeeld in Deadman Wonderland, een gevangenis die ook dienst doet als themapark en als verdachte wordt onderworpen aan een kangoeroe-rechtszaal.
Aangekomen in de gevangenis wordt Ganta uitgerust met behulp van een unieke aanhouding die belangrijke indicatoren en zijn plaats bijhoudt. Via de grijper wordt voortdurend een dodelijk gif in zijn bloedbaan geïnjecteerd, maar het kan niettemin worden geneutraliseerd door elke drie keer een bepaald zoetig medicijn te nemen, wat vaak wordt gedaan via verschillende acties in de gevangenis, bijvoorbeeld optredens voor menigten. , back-stage opereren, kopen met vervalste factoren (een soort geld onder gevangenen in Deadman Wonderland), enz. Om Cast Points te verzamelen, moet een overtreder de dodelijke spellen van de faciliteit uitvoeren en leven. Gelukkig voor Ganta helpt een mysterieuze vrouw genaamd Shiro, die Ganta schijnbaar begrijpt en tegelijkertijd door andere gevangenen wordt begrepen, hem.
Terwijl Ganta als ter dood veroordeelde wil leven, wil hij de 'Rode Man' lokaliseren om zijn titel te zuiveren. In een vreemde wending begint Ganta het vermogen te verwerven om zijn bloed onder controle te houden, om er een wapen van te maken. Wat Ganta niet weet, is dat hij een van de 'Deadmen' van de gevangenis is geworden. Een geïsoleerd aantal gevangenen heeft de Branches of Sin waardoor ze hun bloed kunnen beheersen. Ganta moet deelnemen aan wrede gladiatorendoodwedstrijden genaamd Carnival Corpse, waarvan de anonieme kijkers aanzienlijke bedragen betalen om te observeren nadat zijn vaardigheid is gevonden. In zijn langdurige strijd om te overleven slaagt hij erin vriendschap te sluiten met een paar van degenen tegen wie hij in het stadion heeft gevochten en met hun hulp vervolgt Ganta zijn zoektocht om de identificatie van de 'Rode Man' te ontdekken, waarom hij in een Deadman is veranderd. evenals de schimmige geheimen die de gevangenisautoriteiten verbergen
