Vào một ngày mùa đông, một mạch nước ngầm bất ngờ phun phun trào gần đền Hakurei. Thích thú với suối nước nóng kết quả, tiên nữ của đền thờ Reimu Hakurei không để ý đến các linh hồn trần gian đến cùng với mạch nước phun. Tuy nhiên, trong Biệt thự Hồng Ma Quán, người thủ thư Patchouli Knowledge trở nên lo lắng về tình hình và tìm Yakumo Yukari để xin lời khuyên. Vì đã có một thỏa thuận rằng yêu quái của thế giới trên và dưới mặt đất không được làm phiền lẫn nhau, nên yêu quái trên mặt đất đã cử Hakurei Reimu hoặc bạn của cô ấy Kirisame Marisa đến thế giới dưới lòng đất để điều tra dị biến này, trong khi yêu quái ở lại đằng sau và giao tiếp với con người thông qua các thiết bị ma thuật do Yakumo Yukari.

Đi xuống các tầng thấp nhất của nơi từng là Địa ngục, các nhân vật nữ chính khám phá ra nguyên nhân và mục đích của mạch phun nước linh hồn. Reiuji Utsuho, một con quạ địa ngục, nhận được sức mạnh tổng hợp hạt nhân từ một nữ thần bí ẩn của ngọn núi bằng cách tiêu thụ Yatagarasu. Hiểu sai những gì vị thần đã nói với mình, cô đã âm mưu thổi bùng ngọn lửa rực cháy của Địa ngục, hòng đốt cháy thế giới bên trên thành một Địa ngục hoang tàn. Người bạn mèo của Utsuho, Orin, đang lo lắng về sự thay đổi tính cách đột ngột của Utsuho, nên đã khởi động các mạch nước phun để cảnh báo thế giới ở trên. Theo thời gian, mối đe dọa hạt nhân được hóa giải và các nữ anh hùng chuyển sự chú ý của họ sang kẻ chủ mưu bí ẩn đằng sau vụ việc.

Trong màn Extra, các nhân vật nữ chính đến thăm đền Moriya trên đỉnh núi, nhưng các vị thần cư trú không có ở đó. Tuy nhiên, có một vị khách kỳ lạ đến thăm ngôi đền, Komeiji Koishi, người đã leo lên tận ngôi đền mà không bị phát hiện. Họ quyết định thử sức với nhau sau đó. Sau đó, một cư dân của đền Moriya đã giải thích động cơ của họ: nữ thần núi Yasaka Kanako muốn giới thiệu một dạng năng lượng mới để tạo sức sống cho ngọn núi, đặt tên cho kế hoạch là "Dự án Cách mạng Công nghiệp Núi". Thấy rằng các vị thần không có ý nghĩa gây hại, các nữ chính buông tha và quay trở lại cuộc sống thường ngày của họ.