Todo comienza cuando Sagi Tsukiko, creadora de Maromi el Perro, juguete y personaje animado de moda en Japón, denuncia haber sido atacada esa noche en la calle por un muchacho con un bate y patines, ambos objetos de color dorado. Pronto la noticia trasciende y junto a la investigación policial se suma la serie de rumores sobre el muchacho, su apariencia, actuar y motivos. De esta forma, lo que comenzó como un simple ataque individual se convierte pronto en un suceso a gran escala al conocerse nuevas víctimas y aún más extraño, el casi comprobado rumor que cuenta que tras ser atacadas, las personas se liberan de sus problemas.
Es así como un sinnúmero de historias comienzan a mezclarse, ya que tras extenderse la noticia de que el Shonen Bate (Chico del Bate) puede liberar a la gente de sus problemas, este parece ser llamado por los anhelos de aquéllos que se sienten desesperados, pero si bien puede parecer que los ayuda, es también verdad que ha llegado a matar y sus soluciones distan mucho de ser beneficiosas para sus víctimas.
Welcome to the N.H.K. gira en torno a las vidas de jóvenes-adultos viviendo en la ciudad de Tokio. Muchos de los diferentes estilos de vida que se muestran en la trama se centran en los conceptos hikikomori, anime, otaku, y en las diferentes e intensas experiencias a las que los personajes se enfrentan, como depresión y soledad.
El protagonista principal es Tatsuhiro Satō, un ex-universitario entrando en su 4º año de desempleado. Lleva una vida totalmente reclusiva como hikikomori, donde finalmente llega a la conclusión bizarra en la cual lo que le está pasando tiene que ver con una conspiración. Un día en el que no parecía que nada en su vida fuera a cambiar, conoce a Misaki Nakahara, una misteriosa chica que quiere intentar curar a Tatsuhiro de su problema reclusivo. Misaki se presenta a Tatsuhiro con un contrato, en el que básicamente se explicita que cada día deben encontrarse en el parque por la noche, donde Misaki le leerá libros, propuestas, métodos, etc., a Tatsuhiro para así intentar que desista de su estilo de vida. En estas quedadas, son muchas las materias tratadas, donde la mayoría convergen de alguna manera en la psicología o el psicoanálisis. Es aquí donde la trama empieza a desenvolverse para evolucionar a través de la historia.
Ambos, sin embargo, tienen la tendencia de sobreactuar, donde toman vital importancia las mentiras para esconder la verdad de uno o unos a otros. A pesar de que la oferta de Misaki tiene una visión "esperanzadora" sobre Tatsuhiro, es su propio vecino y amigo de la secundaria superior, Kaoru Yamazaki, a quien Tatsuhiro acude en momentos de necesidad y apoyo. Aunque también, a pesar de su propia idiosincrasia, Yamazaki es uno de los personajes más estables de la historia.
En la primavera de 1998, noveno año del estudiante Kōichi Sakakibara, se traslada de Tokio a Yomiyama, la ciudad natal de su madre, porque su padre había ido a trabajar en una investigación a la India. Su traslado fue a la escuela Yomiyamakita del norte a la clase 3-3. A causa de un neumotórax Kōichi tuvo que ser hospitalizado justo cuando comenzaron las clases. Durante su hospitalización los representantes de la clase Tomohiko Kazami y Yukari Sakuragi le hicieron una visita.
Kōichi finalmente llega a asistir a las clases y trata de adaptarse, pero no puede dejar de notar el extraño comportamiento de sus compañeros. Mei, la chica que conoció en el hospital pertenece a la misma clase, pero la mesa que utiliza es bastante vieja y diferente al del resto la clase. Ella siempre está sola y nadie parece preocuparse por su presencia o tratar de hablar con ella. Inicialmente, Kōichi cree que es un caso de acoso escolar, pero se da cuenta de que incluso los empleados y profesores de la escuela actúan de la misma manera. El ambiente algo aterrador en su nueva clase, parece tener un oscuro secreto que ninguno de sus compañeros de clase quiere revelar.
