Tomando lugar após os eventos do quarto filme, a série é centrada em Amano Keisuke, irmão mais novo de Natsume que não acredita em fenômenos sobrenaturais. Mas após perceber que sua irmão sempre volta para casa tarde, ele decidiu segui-la, apenas para descobrir que ela está exorcisando Yo-kais malignos e trabalhando em uma Agência de Detetives Yo-kai. Com seu segredo revelado Natsume decidiu deixá-lo se juntar às atividades de investigação de crimes de Yo-kai e ajudar a derrotá-los para manter a paz da cidade. Enquanto isso, Shutendoji (aquele que planejou tudo, como visto no epílogo do filme), acompanhado de seu guarda-costa Yo-kai, Doketsu, está em busca da "Princesa", com quem espera se unir, durantes os eventos do anime. Ambos procuram a Princesa enquanto, em disfarces humanos, observam as ações da Agência de Detetives Yo-kai.