Persona 4 the Animation menceritakan tentang kasus pembunuhan misterius yang terjadi di kota kecil yang bernama Yasoinaba. Kasus tersebut sepertinya berhubungan dengan fenomena aneh "Mayonaka TV" (Mayonaka= Midnight/Kebenaran di tengah malam) yaitu channel misterius yang muncul bila menonton tv yang mati, sendirian saat hujan pada tengah malam. Seorang murid pindahan yang bernama Yu Narukami (CV: Daisuke Namikawa) mendapati dirinya bisa memasuki layar TV dan mengetahui adanya dunia misterius di dalam TV. Menyadari hubungan dunia tersebut dan kasus pembunuhan yang terjadi, Yu bersama teman-teman barunya berusaha untuk memecahkan kasus tersebut ditemani oleh kekuatan mereka yang bernama Persona, Manifestasi dari wujud kepribadian seseorang.