Наруми Като — мужчина средних лет, страдающий от странного синдрома ЗОНАФЫ, редкого и загадочного заболевания, заставляющего его испытывать сильные судороги непредсказуемо; единственным средством облегчения является наблюдение смеха другого человека в разгар его повседневной рутины.
Во время обычного смены на своей неполной работе Наруми встречает молодого мальчика, несущего огромный чемодан и убегающего от трёх мужчин. Мальчик представляет себя как Масару Саига, недавно назначенный руководителем известной компании Saiga Enterprises после недавней смерти отца. Однако другие родственники замышляют убить его и захватить наследство в своих интересах.
Решив защитить юношу, Наруми помогает Масару сбежать и сталкивается с нападающими, только чтобы узнать, что они — разумные гуманоидные марионетки с сверхчеловеческой силой. Когда Наруми почти поражён, в бой вмешивается девушка с белыми волосами и быстро вызывает другого кукла из чемодана Масару, заявляя о себе как Широгане, его хранительнице.
Каракури Карусель следит за переплетёнными судьбами трёх незнакомцев из разных слоёв жизни, пока они раскрывают древнюю историю любви, предательства и вечного затяжного противостояния между человечеством и автоматами на протяжении поколений.