度重なる増築により迷路のように入り組んだ私立誠教学園。
中等部一年の新谷貞一（にいや ていいち）はある日、旧校舎で迷い偶然たどりついた部屋で、不思議な雰囲気を纏う少女・庚夕子（かのえ ゆうこ）と出会う。
彼女は自分を“旧校舎の幽霊”だと言う。
自分の過去を思い出せない夕子の為、貞一と夕子は「怪異調査部」を立ち上げ、この学園で語り継がれる数々の怪異を解き明かしていく。

原作：めいびい
（掲載：月刊「ガンガンJOKER」スクウェア・エニックス刊）
監督：大沼 心
シリーズディレクター：坂本 隆
シリーズ構成：高山カツヒコ
キャラクターデザイン・総作画監督：番 由紀子
色彩設計：木幡美雪
美術監督：内藤 健
美術：スタジオちゅーりっぷ
撮影監督：柳田貴志
撮影：旭プロダクション
編集：坪根健太郎（REAL-T）
音響監督：亀山俊樹
音響制作：グルーヴ
音楽：帆足圭吾（MONACA）・高田龍一（MONACA）
音楽制作：メディアファクトリー
オープニングテーマ：CHOIR JAIL（クワイア ジェイル）
歌：鈴木このみ
作詞：畑 亜貴
作曲：田代智一
編曲：田代智一、浦田尚克
エンディングテーマ：カランドリエ
歌：奥井亜紀
作詞：奥井亜紀
作曲：田代智一
編曲：後藤康二(ck510)
アニメーション制作：SILVER LINK.
製作：「黄昏乙女×アムネジア」製作委員会

新谷貞一：代永 翼
庚 夕子：原 由実
小此木ももえ：福圓美里
庚 霧江：喜多村英梨