Chisa Yukizome, qui vient d'obtenir son diplôme, est assignée à la 77e classe de la Hope's Peak Academy en tant qu'assistante de classe. Remarquant que seuls quelques élèves se présentent en classe, Chisa décide de les traîner à travers l'école pour rassembler leurs camarades de classe en retard. Pendant ce temps, Hajime Hinata, un élève du cours de réserve de Hope's Peak, rencontre l'ultime joueuse Chiaki Nanami, qui lui offre un certain soulagement concrenant ses craintes de ne pas avoir un talent comme celui des élèves de la classe principale.

Alors que Chisa poursuit son travail d'enseignante tout en servant secrètement d'espionne pour Kyosuke, Hajime parle avec Kazuo, qui le met en garde contre le fait d'accepter une certaine offre de l'école. Après avoir reçu quelques conseils de Chisa, Chiaki apporte des jeux vidéo multijoueurs pour se faire des amis parmi le reste de la classe. Les choses prennent bientôt une tournure étrange lorsque la danseuse Hiyoko Saionji pique la nourriture de tout le monde avec un aphrodisiaque que le cuisinier Teruteru Hanamura a préparé. Heureusement, Chiaki parvient à intervenir pour protéger Hiyoko d'un Teruteru rampant avant que les choses n'aillent trop loin. Comme Chiaki est nommée représentante de classe, Natsumi Kuzuryu, la jeune soeur du gangster Fuyuhiko Kuzuryu, est transférée dans la classe de Hajime.

L'attitude pompeuse de Natsumi l'amène à se disputer avec Sato, l'ami du photographe Mahiru Koizumi, ce qui entraîne de graves tensions entre les deux. Hajime tente de faire passer le conseil de Chiaki selon lequel il y a plus que le talent dans la vie, mais Natsumi refuse de l'écouter, affirmant qu'elle veut avoir du talent pour pouvoir se mettre aux côtés de son frère. Le lendemain, Hajime arrive à l'école pour découvrir que Natsumi a été assassinée, tandis que Sato, qu'il soupçonnait d'être le responsable, est retrouvé mort quelques jours plus tard. Hajime tente de se rendre au bâtiment principal pour confronter Mahiru sur ce qui s'est passé, mais il est arrêté par Juzo, qui insulte son manque de talent et le provoque jusqu'à ce que Chisa mette fin à la bagarre. Alors que Chisa et Juzo s'inquiètent de voir les supérieurs dissimuler les deux morts, Hajime, méprisé par toute l'expérience, se soumet à une expérience pour se faire injecter un talent artificiel.

Alors que la classe se prépare à un examen pratique, l'élève chanceux Nagito Komaeda, constatant la morosité de ses camarades de classe suite aux récents décès, s'adresse à Seiko pour obtenir un laxatif qu'il pourra utiliser pour reporter l'examen. Au même moment, Ruruka demande à Seiko de lui fournir une drogue pour améliorer ses performances, qu'elle pourra utiliser dans ses pâtisseries pour l'examen. Cependant, Nagito mélange les deux médicaments, et plus tard, il fait accidentellement échanger son sac avec celui de Seiko. Ailleurs, la drogue que Nagito a ramassée finit par faire grossir un chien qui s'introduit dans le gymnase, provoquant le déclenchement accidentel de la bombe. Suite à ce chaos, Seiko, Ruruka et Sonosuke sont tous expulsés, Nagito est suspendu et Chisa est réaffecté au cours de réserve. Bien que cette évolution facilite sa mission d'espionnage, Chisa est réticente à quitter sa classe et confie leur bien-être à Chiaki.

Après avoir passé six mois à enseigner le cours de réserve, Chisa demande à Juzo une carte d'identité d'administrateur afin d'enquêter sur quelque chose connu sous le nom de projet Kamukura. Parvenant à reprendre son poste de professeur principal de la 77e classe, elle est soulagée de constater que Chiaki a réussi à garder tout le monde ensemble et est accueillie chaleureusement. Ailleurs, la fashionista Junko Enoshima retrouve sa soeur, la combattante Mukuro Ikusaba, alors qu'elles se préparent à s'inscrire à Hope's Peak dans le cadre de la 78e classe. Lorsque Ryota finit par s'effondrer avec une fièvre, l'Imposteur ultime cherche l'infirmière Mikan Tsumiki pour le soigner, lui expliquant comment il a pris l'identité de Ryota pour pouvoir rester à la maison et travailler sur un anime qui sauvera le monde. Alors que la nouvelle année scolaire commence et que la 78e classe commence sa vie à Hope's Peak, Hajime se lance dans le projet Kamukura.

Sa personnalité d'origine lui ayant été enlevée et son corps imprégné de tous les talents connus, Hajime émerge de l'expérience sous le nouveau personnage d'Izuru Kamukura. Plus tard, après que la 77e classe ait emménagé dans un nouveau bâtiment, Chisa se faufile dans le bureau du syndic, où elle apprend tout sur le projet Kamukura, qui vise à créer un espoir ultime. Pendant ce temps, Junko et Mukuro kidnappent l'un des administrateurs et s'informent également sur le projet, utilisant le globe oculaire de l'administrateur pour se faufiler dans le lieu où Izuru est détenu. Se révélant être un analyste ultime capable d'analyser n'importe quoi, Junko tente de le faire basculer du côté du désespoir, qui ne peut être prédit. Après avoir été assommée par Izuru, qui lui laisse un message lui indiquant qu'il l'attend, Junko s'excite lorsqu'elle rencontre Ryota, déclarant que leur rencontre est une autre "rencontre fatidique".

Junko demande à Ryota de lui montrer l'anime sur lequel il a travaillé, apprenant que diverses techniques apparentées à des messages subliminaux sont utilisées pour susciter des émotions chez les spectateurs. Préoccupé par son absence, l'Imposteur ultime envoie Mikan vérifier le dortoir de Ryota, où elle est capturée par Mukuro et amenée dans une pièce secrète où Junko demande à Ryota de poursuivre le travail sur son anime. Plus tard dans la nuit, Junko et Mukuro font sortir Izuru de son établissement et l'emmènent dans le bâtiment de l'ancienne école Hope's Peak Academy, où ils forcent le conseil des élèves de l'école à s'entretuer. Alors que le principal Jin Kirigiri reçoit l'ordre de couvrir l'incident, Junko divulgue des informations sur les expériences et les meurtres aux élèves du cours de réserve, déclenchant une rébellion contre l'école principale.

Après avoir remarqué que Mikan se comportait bizarrement avec Junko, Ryota est choquée de découvrir une vidéo du jeu de massacre du conseil étudiant. Junko révèle qu'elle a l'intention de combiner cette vidéo avec l'anime de Ryota pour créer quelque chose qui lavera le cerveau des gens et les enverra au désespoir, en les menaçant de soumettre ses camarades de classe à un autre jeu de massacre s'il refuse de coopérer. Pendant ce temps, alors que Kyosuke arrive pour aider à faire face aux émeutes du Cours de Réserve, Nagito, qui est revenu de sa longue absence, mentionne qu'il a vu Mikan dans la cour de l'école, ce qui a incité le reste de la classe à partir à sa recherche. Pendant leur recherche, Nagito conduit Chiaki dans la salle secrète où se trouvent Junko et Ryota, et fait tenir Mukuro par Peko Pekoyama, une épéiste.

Chisa se présente pour affronter Junko, qui révèle son plan de lavage de cerveau pour transformer sa classe en Ultimate Despair, en montrant son efficacité en faisant tuer un élève sur commande. Pendant ce temps, Chiaki s'échappe avec Nagito et informe le reste de la classe, qui décide d'aller aider leur professeur. Tandis que Chisa est obligée de regarder la vidéo de Junko sur le désespoir pendant que Mukuro lui bricole le cerveau, Junko se vante de son plan à Ryota, qui ne peut rien faire d'autre que de fuir dans la honte, avant d'être confrontée à Juzo. Alors que la classe arrive dans la cachette de Junko, Mikan pousse Chiaki à travers un passage caché, où elle retrouve Chisa, inconsciente de ce qui lui est arrivé.

Junko domine Juzo et en déduit qu'il est amoureux de Kyosuke, menaçant d'exposer ses sentiments à moins qu'il ne trahisse Kyosuke en déclarant qu'elle est innocente. Pendant ce temps, Chisa, qui a subi un lavage de cerveau par la vidéo de désespoir de Junko, envoie Chiaki dans une pièce souterraine où elle est capturée par Junko. Décidant que Chiaki est le dernier élément nécessaire pour terminer son prototype, Junko la force à passer par un donjon rempli de pièges mortels, tandis que le reste de la classe est forcé de la regarder se débattre en vain et est finalement mortellement blessée par des piques. Le désespoir qui en résulte, combiné aux méthodes de lavage de cerveau de Junko, déforme les élèves et les transforme en Restes de Désespoir. Dans ses derniers moments, Chiaki tente de rappeler à Izuru la personne qu'il était avant de mourir, ce qui amène Izuru à verser des larmes pour la première fois depuis sa transformation.

Alors que la 77e promotion sort de sa classe pour répandre le désespoir à travers le monde, les étudiants du cours de réserve prennent d'assaut le bâtiment principal et tuent tout le monde à l'intérieur avant que Junko n'utilise sa vidéo de désespoir pour les faire tous se suicider. Pendant ce temps, Izuru décide de faire effacer ses souvenirs de la 77e classe et vice versa, intéressé de voir si l'espoir peut être plus imprévisible que le désespoir. Afin de protéger les élèves restants de la 78e classe, Jin les aide à transformer l'ancien bâtiment de l'école en un refuge, ignorant les deux désespérés qui se cachent parmi eux. Alors que Junko passe à la phase suivante de son plan, devenant curieuse de la chance follement imprévisible dont fait preuve Makoto, Chisa rejoint Kyosuke, qui n'est pas conscient de sa transformation en désespoir.