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Après le massacre de toute sa classe, le collégien Ganta Igarashi est accusé à tort des atrocités et envoyé dans la sombre prison Deadman Wonderland.

Ganta et sa nouvelle amie Shiro doivent participer à des combats à mort pour remporter un antidote contre un poison qui pourrait les tuer.

Après avoir reçu de Yo un morceau de bonbon qui l'aidera à rester en vie, Ganta s'apprête à combattre l'Homme en rouge, désormais connu sous le nom d'Œuf pourri.

Ganta attaque un codétenu qu'il prend pour l'Œuf pourri. Alors qu'il se trouve en mauvaise posture, il découvre les pouvoirs que lui confère la Branche du péché.

Ganta affronte Senji à l'occasion d'un match du Carnival Corpse, mais il se rend compte qu'il doit utiliser son arme avec parcimonie pour ne pas être frappé d'anémie.

Ganta offre son aide à une fille qui veut s'évader, mais il réalise qu'elle sera son adversaire au prochain match du Carnival Corpse et que leur rencontre l'a affaibli.

Après un étrange tremblement de terre, Ganta commence à se souvenir de son enfance avec Shiro, qui n'est autre que l'Œuf pourri.

Après avoir été débarrassé de Genkaku par Shiro, Ganta rencontre les autres membres du groupe Scar Chain, qui projettent de révéler les secrets de Deadman Wonderland.

Ganta et quelques autres se battent pour sauver la puce électronique qui contient les informations que le groupe Scar Chain veut révéler au monde extérieur.

Ganta est furieux contre Shiro, car elle a jeté la puce électronique. Mais il réalise vite qu'il ne faut pas toujours se fier aux apparences.

Ganta demande à Senji de lui apprendre à se battre en utilisant sa Branche du péché, mais ses progrès sont interrompus par Genkaku.

Ganta affronte un Nagi enragé pour protéger Shiro, mais d'autres attaques sanglantes se déclenchent.