樱田纯是一名不愿上学而长期不出家门的中学生，热衷于上网购物，喜欢在购买物品后的退货限期内退回物品。
有一天收到一封自称是人工精灵荷里耶的来信，上面只写着“上发条”、“不上发条”的选项，在好奇心的驱使下选择了“上发条”，之后房间就出现了一个没有署名的神秘皮箱，里面装着一个美丽而且质感近似真人的人偶少女。
当纯使用木箱内的发条转动背部的开关后，人偶有生命般地活动起来，对纯说：“我是真红，蔷薇少女第五人偶。”正在这时，突然了出现被神秘人操控的小丑布偶，在生命受到威胁的紧急情况下，纯虽万般无奈还完全搞不清楚发生了什么事，却只能稀里糊涂地成为了真红的媒介，结成主仆关系。
之后，一个个结下类似契约的人类和人偶出现在纯和真红面前，称为“蔷薇少女(Rozen Maiden)” 的人偶们的战斗就此展开了……