Berdasarkan permainan otome yang popular, Hakuouki mengikuti Chizuru dan Shinsengumi dalam realiti alternatif. Chizuru melakukan perjalanan ke Kyoto untuk mencari ayahnya yang hilang tetapi setelah terlibat dalam kejadian, akhirnya dibawa oleh Shinsengumi di mana dia bertemu dengan anggota termasuk Hijikata Toshizo dan Okita Soshi yang terkenal. Ayah Chizuru sedang melakukan penyelidikan pemerintah untuk memperkuat Shinsengumi dan mengembangkan ochimizu. Ochimizu adalah formula yang memberikan kekuatan dan kesan pertumbuhan semula iblis tetapi setelah diambil, pengguna mengalami kesakitan yang teruk dan akhirnya berubah menjadi monster yang lapar darah.
Dalam usaha mempertahankan Chizuru, Hijikata mengambil ochimizu dan walaupun situasinya terselamat, dia sekarang diserang penyakit itu. Okita juga terpaksa mengambil formula ketika tuberkulosisnya menghalangnya daripada mempertahankan Chizuru dan dirinya sendiri. Merasa bertanggung jawab atas tindakan mereka, Chizuru mesti melawan perasaan tidak berdaya dan mendapat keberanian untuk menyokong Shinsengumi.
