Chihiro Furuya, um estudante do ensino médio obcecado por zumbis desde a infância, sonha em ter uma namorada morta-viva. Seu amor pelo tema se torna útil quando seu gato, Baabu, é atropelado. Decidido a trazê-lo de volta à vida, Chihiro tenta criar uma poção de ressurreição. Durante sua tentativa, ele conhece Rea Sanka, uma garota rica que desabafa em um poço antigo sobre sua vida opressiva. Após se aproximarem, Chihiro se sente motivado por Rea a salvar Baabu. Eventualmente, ele tem sucesso com a ajuda das flores de hortênsia venenosas do jardim da família de Rea. Sem saber do sucesso da poção e buscando escapar dos fardos de sua vida, Rea bebe a poção de ressurreição, pensando erroneamente que vai morrer. Embora não a mate, os efeitos permanecem, e sua morte em um acidente fatal a faz renascer como zumbi. Com a ajuda de Chihiro, Rea se esforça para se ajustar à sua nova vida, mesmo que morta-viva. Para um garoto que sempre quis uma namorada zumbi, essa situação parece um sonho realizado. Mas em Sankarea, a vida de Chihiro se torna mais estranha do que o normal, lidando com os desejos incomuns de Rea e as consequências imprevistas de sua transformação.