Câu truyện của 12RIVEN diễn ra vào ngày 20 tháng 5 năm 2012, nhân vật chính là Miyabidō Renmaru, học sinh trung học đang trên đường đạp xe nhanh chóng tới chỗ một công trình bị bỏ hoang gọi là Integral (インテグラル, Integuraru?) sau khi nhận được tin nhắn trên điện thoại di động, cậu được tin Miyu, một người bạn cũ của cậu sẽ chết trên tầng cao nhất của công trình vào lúc trưa nay. Ngay khi vào trong đó, cậu kiểm tra đồng hồ đeo tay của mình thì thời gian lúc đó là 11:24 AM.

Ở một nơi khác, Mishima Narumi, điều tra viên sở cảnh sát đang phóng xe mô tô tới cùng một địa điểm. Cô nhận được một lời đề nghị từ người bạn và là đồng nghiệp nhờ cô ấy tới giải cứu một cô gái tên là "Myū" tại Integral. Narumi phải cứu Myū để ngăn chặn việc thực hiện "Kế hoạch Eclipse lần thứ hai" (第弐エクリプス計画, Daini Ekuripusu Keikaku?). Narumi chưa bao giờ nghe đến cái tên này, vả lại, tin nhắn gửi đi được đánh dấu "XXX Lv6". Đây là hệ thống đánh giá mức độ nghiêm trọng của tình hình và việc đánh dấu cấp 6 chưa bao giờ được sử dụng. Ngay cả mối đe dọa khủng bố có quy mô lớn cũng chỉ thiết lập ở cấp 5. Thông điệp cũng cho Narumi biết rằng ai đó có tên Renmaru có thể có mặt ở đó và anh ta thuộc về phe cô.

Renmaru chẳng tìm thấy gì tại đài quan sát của tòa nhà, nhưng khi cậu bước ra ngoài vào trong lỗ hổng của công trình, cậu tìm thấy Myū đang bị thương nằm trên sàn. Đồng thời Renmaru còn phát hiện ra kẻ tấn công ở đây nhưng không tài nào đánh bại được hắn, mỗi khi cậu cố tung nắm đấm thì đều bị một sức mạnh vô hình quật ngã xuống sàn. Vào lúc đó, kẻ tấn công Myū chuẩn bị rút súng ra, bắt lấy Myū và dọa Renmaru phải rời khỏi nơi đây một cách yên lặng sau khi hắn đếm từ mười đến một nếu không hậu quả khó lường. Renmaru không biết phải làm gì và đứng đó một cách vô vọng. Ngay khi kẻ tấn công đếm tới một, Narumi xuất hiện và chĩa súng vào hắn.