小丸子是一名小学二年级的女生，她活泼、好动、懒惰、什么事情都拖到最后一刻才做、学习不认真、成绩平平、经常和姐姐斗气、爱幻想、做事没恒心……在小丸子身上我们或多或少都看到了自己童年的影子。如果小丸子算是一个“怪人”的话，那么她的周围可谓“怪人”多多，有点神经质的班长丸尾同学、权利欲极强的女副班长、经常和小丸子一起疯的爷爷，讨人厌的宾治同学等等，这群性格各异、精力充沛的小孩、大人们，每天都在演绎着生活的趣事，伴随着小丸子一天天长大。
樱木雏子（市道真央 配音）是一个个性十分内向和害羞的女孩，然而，她的心中却怀揣着成为一名戏剧演员的梦想。为了实现自己的梦想，雏子决定推自己一把，离开了熟悉的故乡，前往首都，她希望在那里能够结识到新的朋友，磨练自己与他人交往的能力。 雏子住进了名为四季庄的宿舍里，让雏子没有想到的是，这里竟然是一家旧书店。在四季庄，雏子认识了很多朋友——个性开朗乐观喜欢吃书的奇怪少女夏川久依奈（富田美忧 配音）、平日里沉默寡言但一旦站在舞台之上就能够口若悬河的荻野千秋（东城日沙子 配音）、外表娇小可爱却一直十分努力的生活着的柊真雪（小仓唯 配音）。
时值大正十二年，东京的夜晚，那些将会出现。他们是潜藏在黑暗中，啜饮人类鲜血的吸血鬼，在更久远的时代就隐身居住在这个世界。陆军内部创设了第十六特务队来管理他们，通称「零机关」。这个部队是中岛中将为了对抗近代化列强诸国的情报战而创设，但眼下零机关的任务，是对应暗藏在东京的吸血鬼事件。被分配到此项工作的是──最强人类的前田义信大佐，国内等级最高的吸血鬼且机关新人栗栖秀太郎，智力是规格外的山上德一，从江户时代就存在至今的须和（暂译，原文スワ），喜爱未衰老大脑的疯狂科学家竹内（暂译，原文タケウチ）。──以上，是零机关实行部队的成员。不断增加的吸血鬼们，暗中行动的影子，神秘人工血液的存在，冷眼静观这些事态的是，虽然年龄超过300岁，外表却与小孩无异的S等级吸血鬼戴夫罗特（暂译，原文デフロット）。零机关今日，穿梭于大正浪漫的夜晚之中。
