Chihiro Furuya od dziecka miał obsesję na punkcie zombie i chciał mieć nieumarłą dziewczynę. Wkrótce jego miłość do wszystkiego, co zombie, przydaje się, gdy jego kot Baabu zostaje przejechany, co skłania Chihiro do próby sporządzenia eliksiru wskrzeszającego i przywrócenia go do życia. Podczas swoich starań widzi bogatą dziewczynę o imieniu Rea Sanka, która codziennie krzyczy do starej studni o swoim uciążliwym życiu. Po spotkaniu i nawiązaniu z nią więzi, Chihiro zostaje przekonany przez Reę do wytrwania w ratowaniu Baabu. Ostatecznie udaje mu się to z pomocą trujących kwiatów hortensji z rodzinnego ogrodu Rea.
Nieświadoma sukcesu eliksiru i pragnąca uciec od ciężaru swojego życia, Rea wypija miksturę zmartwychwstania, błędnie myśląc, że umrze. Chociaż nie zabija jej, efekty wciąż pozostają, a jej śmierć w wyniku śmiertelnego wypadku powoduje, że odradza się jako zombie. Z pomocą Chihiro, Rea stara się przystosować do nowego, choć nieumarłego życia.
Dla chłopaka, który chciałby mieć dziewczynę zombie, taka sytuacja wydawałaby się spełnieniem marzeń. Jednak w Sankarea życie Chihiro staje się dziwniejsze niż zwykle, gdy chłopak musi poradzić sobie z nowymi, dziwnymi zachciankami Rei i nieprzewidzianymi konsekwencjami jej przemiany.
