Después de heredar la fortuna familiar, Masaru Saiga, de once años, es perseguido por unos títeres extraños y mortales. Narumi Kato se topará con el niño y decide ayudarlo. Sin embargo, Narumi poco podrá para defenderlo. Cuando Masaru pide socorro, aparecerá una chica con el pelo blanco que los salvará: Shirogane.

Tras un breve respiro, Masaru, Narumi y Shirogane vuelven a estar en peligro. El asesino Eiryo Ashihana les ataca con la marioneta malvada tipo payaso Pulcinella. Shirogane contraatacará con su propia marioneta Arlequin, pero los secuaces de Ashihana que estaban ocultos acometen contra Masaru.

Los incansables ataques de los secuestradores triunfan al fin y arrebatan a Masaru. Narumi y Shirogane descubren que el tío de Masaru, Zenji Saiga, es el cerebro detrás del secuestro, y se apresuran a su mansión para intentar un rescate. Mientras, Masaru trata de fugarse, pero al hacerlo se topa con un archivo impactante escrito por su difunto padre.

Masaru para escapar de su tío Zenji decide luchar y dejar atrás sus miedos para siempre. Se topará una vez más con el aspirante a asesino Ashihana, pero elige no huir y le hace una contraoferta para que trabaje para él. Mientras intentan rescatar a Masaru, Narumi y Shirogane son capturados por los titiriteros de Zenji y cayendo en una situación sin salida...

Tras rescatar a Masaru varias veces, Narumi quedó atrapado en la explosión que destruyó la mansión de Zenji y no se sabe nada de él. La pena de Masaru es profunda, pero está decidido a ser fuerte como Narumi le había enseñado. Decide regresar a la escuela y esforzarse por volver a su vida normal. Shirogane también se inscribe en la escuela secundaria vecina para seguir vigilando a Masaru.

Narumi que había quedado inconsciente en la explosión en Karuizawa, se despierta en la habitación de un hospital. Allí conoce al mujeriego Guy y a una anciana llamada Lucille, y se esfuerza por recuperar la memoria de lo sucedido. Mientras Narumi se relaciona con los niños hospitalizados, se maravilla al ver que se está curando muy rápido y comienza a sospechar que pasa algo raro.

Narumi al conocer la verdad sobre el síndrome de ZONAPHA, comprende que solo hay una forma de dar un futuro a los niños que lo padecen. Debe destruir los autómatas que Le Cirque de Minuit usa para propagar la enfermedad y decide convertirse en un "shirogane", un destructor de autómatas. Mientras tanto, Masaru y Shirogane se han unido al Circo Nakamachi y se encuentran con la misteriosa Vilma.

El Circo Nakamachi presentará un espectáculo en Izu tras unírsele la lanzadora de cuchillos Vilma y haber logrado llenar sus arcas. Mientras se preparan para la noche del estreno, Narumi, Guy y Lucille abordan un avión hacia Shanghai buscando el rastro de Le Cirque de Minuit. Varios autómatas también están a bordo y un feroz combate se dará sobre el Pacífico.

Los miembros del Circo Nakamachi rescatan al herido Guy, que resulta ser el maestro de marionetas de Shirogane. Este inesperado reencuentro impulsa a Masaru a salir solo en un viaje para resolver su misterioso nacimiento. Narumi también se topa con alguien de su pasado cuando él y Lucille se encuentran a su antiguo maestro de artes marciales, Liang, en China.

Liang relata la historia del triángulo amoroso que provocó el síndrome de ZONAPHA. Los hermanos y aspirantes a alquimistas, Jin y Yin, se enamoraron de la misma mujer, Francine, y su rivalidad desató la tragedia que afectaría al mundo. Pantalone, uno de los cuatro autómatas más antiguos, aparece ante Narumi y sus compañeros cuando todavía están asumiendo la verdad de los hechos.

Gracias a lo ocurrido en China se descubre la ubicación de Le Cirque de Minuit: está en el desierto del Sahara. Allí, Narumi se encuentra con Fátima, especialista en el desierto, cuando los shirogane de todo el mundo se concentran para aniquilar Le Cirque de Minuit. También se están reuniendo para la lucha los shirogane-O biónicamente mejorados bajo las órdenes del Comandante Faceless.

Narumi y sus compañeros han logrado derrotar a Carrusel Olsen y a los Hermanos Acróbatas en la carpa de Le Cirque de Minuit. A continuación, aparecen ante ellos dos puertas, una de las cuales lleva a la habitación de la muñeca Francine. Narumi y sus compañeros deciden dividirse en dos grupos, pero, más allá de las puertas, un nuevo enemigo les espera.

Tras abrirse paso hasta la pista de Le Cirque de Minuit, los shiroganes finalmente pueden ver a la muñeca Francine. Antes de alcanzarla, primero deben vencer a los cuatro autómatas más antiguos. Cuando Colombine intenta acabar con Narumi, que ya estaba malherido, los otros shiroganes se unen en su deseo de protegerlo a toda costa.

Uno tras uno va muriendo en la lucha atroz. Narumi también está a punto de morir y Rockenfield lo opera para salvarlo. Mientras, Arlequino y Pantalone recuperan la libertad de movimientos después de ser paralizados por la muñeca Angelina, que es idéntica a la muñeca Francine. Cuando todo empeora, por fin Narumi abre los ojos. Ahora está revitalizado con los cuerpos y esperanzas de sus amigos.

En su búsqueda en solitario de respuestas al misterio de su nacimiento, Masaru visita el apartamento donde vivía con su madre. Allí recuerda que la familia Saiga lo acogió cuando murió ella, pero le es imposible recordar la cara de su padre Sadayoshi. A raíz de la conversación con su abuelo Shoji, Masaru decide visitar el lugar donde empezó su nueva vida, la mansión Karakuri.

Masaru es capturado por los titiriteros de Kuroga. Cuando vuelve en sí, ve a su abuelo Shoji, a quien Masaru creía muerto. Pero el antes amable Shoji ahora es hostil y llama a Masaru por el nombre de su padre, Sadayoshi. Obligado a beber la sangre de Shoji con infusión de Aqua Vitae, Masaru revive las memorias de Shoji cuando trabajaba como médico en Nagasaki en la era Tempo.

Masaru continúa viajando a través de las memorias de Shoji. Verá a Shoji beber el Aqua Vitae y cómo decide vivir con Angelina. En compañía de ella, Shoji se dedica a desarrollar marionetas para ayudar a los shiroganes. Un hombre venido desde Francia les visita. Se llama Dean Maistre y Lucille le ha ordenado que les ayude a suministrar sus marionetas a los shiroganes de todo el mundo.

La hija de Shoji y Angelina, Éléonore, viene al mundo. Su nacimiento provoca un cambio gradual en las actitudes de Guy y la muñeca Francine. Pero la sensación de felicidad que impregna al grupo pronto se esfuma. Unos sonidos mecánicos misteriosos anuncian un asalto a la aldea de Kuroga por los autómatas.

Después de recuperar la conciencia, Masaru logra escapar de sus secuestradores y decide probar que no es Sadayoshi. Perseguido por Guy y el clan Kuroga, se encuentra con Shirogane, que había venido a Kuroga para buscarlo. Pero antes de que puedan escapar, Masaru tiene otra visión: las esperanzas de Angelina se vieron frustradas cuando Éléonore terminó bebiendo el Aqua Vitae.

Sadayoshi quería descargar los datos de su cerebro en Masaru para vincularse con Éléonore. A pesar de las lágrimas de Masaru al ver en las memorias de Shoji las esperanzas frustradas de tantas personas, Shoji y Guy siguen convencidos de que él es Sadayoshi. Cuando Guy amenaza con su cuchillo a Masaru, un miembro del clan Kuroga revela una verdad que ni el mismísimo Shoji conocía.

Un hombre, en diferentes formas y épocas, manipula el destino para su provecho. Es Bai Jin. Tras revelarse en la forma de Faceless, secuestra a Shirogane y hace que aparezcan unas diosas plateadas gigantes que propagan el síndrome de ZONAPHA. Masaru ataca, pero Jack-o'-Lantern no les hace nada porque las diosas son incorpóreas. Apurado, se une a Guy y Lise para perseguir a Faceless.

Narumi y los demás llegan al instituto para salvaguardar Harry, la máquina de tratamiento del ZONAPHA. Después de que Tom es capturado, Mingxia lucha con el autómata Jones. Aunque sufre su ataque, encuentra un renovado vigor al recordar a su padre y Lucille. Shirogane, que sigue cautiva, se ve atormentada por Colombine, Pantalone y Arlequino que insisten en llamarla Francine.

La lucha continúa en el instituto de investigación. George es sobrepasado por Schnurzi, un nuevo tipo de shirogane-O que contará por qué se unió a Faceless. Mientras, Ashihana desafía a Pantalone para saldar una vieja deuda pendiente. Recordando el consejo de Fou, analiza los ataques de Pantalone y logra descubrir su punto débil. Pero el autómata no será vencido fácilmente.

Narumi y Mingxia finalmente logran alcanzar "Harry” la máquina de tratamiento del síndrome ZONAPHA. Pero encuentran al Dr. Banhart y a los otros a punto de morir después de haber sido atacados por los autómatas Blom Blom Low y Drill September. Para ganar tiempo y salvar a los investigadores, Narumi y Mingxia se enfrentan a un enemigo cada uno, pero la espada de Blom Blom Low golpea a Mingxia.

Shirogane visita las habitaciones de los Cuatro Finales guiada por Arlequino, pero esto le deja un gran vacío y le explica a Arlequino qué es la verdadera alegría. Mientras, Masaru, Lise y Gryphon persiguen la aeronave de Faceless, pero un rayo los hace descender y acaban frente al Mont Saint-Michel, la base principal de Faceless. Pero el domador de fieras, el Dr. Lao también se presentará allí.