Desde que era un niño, Chihiro Furuya, obsesionado con los zombis, ha querido tener una novia no muerta. Muy pronto, su amor por todas las cosas zombis se vuelve útil cuando su gato Baabu es atropellado, incitando a Chihiro a intentar hacer una poción de resurrección y devolverle la vida. Durante su esfuerzo, ve a una chica rica llamada Rea Sanka gritando en un viejo pozo todos los días sobre su vida opresiva. Después de conocerla y relacionarse con ella, Rea convence a Chihiro de que persevere en salvar a Baabu. Finalmente, lo logra con la ayuda de las flores venenosas de hortensia del jardín familiar de Rea. Desconociendo el éxito de la poción y buscando escapar de las cargas de su vida, Rea bebe la poción de resurrección, pensando erróneamente que morirá. Aunque no la mata, los efectos aún persisten y su muerte por un accidente fatal hace que renazca como un zombi. Con la ayuda de Chihiro, Rea se esfuerza por adaptarse a su nueva vida, aunque no muerta. Para un chico que quiere una novia zombi, esta situación parece un sueño hecho realidad. Pero en Sankarea, la vida de Chihiro se vuelve más extraña de lo habitual, ya que se enfrenta a los extraños nuevos antojos de Rea y a las consecuencias imprevistas de su transformación.