En el año 2013, un poderoso terremoto hundió el 70% de la ciudad de Tokyo en el fondo del mar y desde ese momento, la vida cotidiana en el país cambió para siempre. Ya en el presente, Ganta Igarashi, un niño de escasos 14 años, superviviente del terremoto quien no recuerda nada de su pasado antes del sismo, tan solo quería tener una vida normal como cualquier otro jovencito de su edad.
Estando en la clase, de la nada y flotando en el aire afuera del salón de clases de su aula, un enigmático ser llamado simplemente
el hombre de rojo, ataca la clase de Ganta, matando a todos los alumnos del salón y extrañamente, dejando al niño como único superviviente al que posteriormente le coloca en su pecho un cristal rojo y luego de esto es dejado inconsciente en el salón.
Cuando Ganta despierta en el hospital, descubre a varios policías junto a él quienes lo arrestan acusándolo de ser el autor material del brutal multihomicidio debido que, al ser el único superviviente es considerado sospechoso y por extensión, el autor material. Para peor desgracia de Ganta, dada la naturaleza sanguinaria del crímen, es sentenciado a muerte en la prisión conocida como Deadman Wonderland (DW por sus siglas en inglés). Allí en la cárcel, le es colocado un collar el cual monitorea su posición y sus signos vitales y así mismo es la sentencia de muerte para el niño a quien constantemente le es inyectado por medio del collar un veneno mortífero el cual lo matará a menos que consuma el antidoto que, en la forma de un caramelo una vez cada tres días, retrasará su sentencia por decirlo de algún modo.
Al poco tiempo de haber llegado a la prisión, conoce a una misteriosa chica llamada Shiro quien al parecer conoce a Ganta de mucho tiempo atrás. Así mismo, traba amistad con un cleptómano de nombre Yoh el cual posee un talento natural para localizar objetos. Posteriormente, Ganta desarrolla un extraño poder conocido como
La rama del pecado, el cual hace que el propio Ganta manipule su sangre para utilizarla como arma y por esta razón, a él se le incluye en un grupo llamado los
Deadman los cuales son personas que, como Ganta, poseen habilidades similares.
Deadman Wonderland es una prisión construida tras el terremoto y que es la única penitenciaría la cual posee su propia financiación de modo que se convierte en un lugar cuyas acciones no son manejadas por el gobierno. A modo de entretenimiento y como una forma de sanar las heridas psicológicas de los supervivientes del terremoto y así mismo, creada como atracción turistica para financiar la reconstrucción de la ciudad, la prisión misma usa a los reos como medio de entretenimiento de todos sus visitantes, pero, desconocido para todos, la penitenciaría esconde un horrendo secreto: los presos son obligados a participar en una serie de mortales competencias en las que a los ganadores les es otorgado un premio en la forma de la moneda dentro de la cárcel la cual recibe de nombre Cast Points y así mismo podrán adquirir el preciado antidoto para su envenenamiento progresivo. Ganta debido a sus poderes, es obligado a participar en la sangrienta competencia conocida como
Carnival Corpse, en la cual, deberá luchar contra otros
Deadman en combates a muerte. El reo que pierda la lucha, en caso tal de sobrevivir, es obligado de modo cruel a participar en un macabro juego de azar en donde mediante una máquina tragamonedas, es obligado a ofrecer una parte de su propio cuerpo a la prisión, la cual varía desde un organo interno, hasta sus partes externas como pueden ser, una extremidad o bien, los ojos o el cabello.
En prisión, Ganta se decide a dos objetivos en común: encontrar al hombre rojo para así, probar su inocencia y vengarse de él. No obstante, a medida que la trama avanza, Ganta va haciendo amistad con otros internos que como él, poseen poderes basados en
La rama del pecado y que han creado en el bloque G de la prisión, un grupo de rebeldes que, pretenden fugarse de la cárcel para revelar al mundo los horrores detrás de la penitenciaría. En medio del plan y a medida que la historia avanza, se comienzan a desvelar toda clase de intrigas, conspiraciones y manipulaciones las cuales revelan el grado de locura al que los prisioneros son sometidos, como es el caso del escuadrón de la muerte de la prisión, los Enterradores (
The Undertakers) los cuales organizan feroces cacerías en contra de los
Deadman revoltosos.