Francis York Morgan investiga o assassinato de Anna Graham, de 18 anos, na cidade rural de Greenvale, Washington, nos Estados Unidos. Ele assume o caso pela forma do assassinato: um assassinato ritualístico de uma jovem onde sementes vermelhas foram encontradas no corpo ou perto dele, semelhante a uma série de outros assassinatos nos Estados Unidos. York gera atrito considerável com sua atitude desdenhosa em relação aos habitantes locais, comportamento bizarro e tendência a interromper conversas para fazer comentários a uma pessoa invisível conhecida como "Zach". Ele é auxiliado pelo xerife da cidade, George Woodman, que é marcado por um passado de abuso na infância; a vice-xerife Emily Wyatt, que se torna um interesse amoroso por York; e Thomas MacLaine, o dócil assistente de George. Além disso, York se vê regularmente emboscado e atacado pelo Raincoat Killer, que, segundo o folclore da cidade, mata apenas quando chove.
Deadly Premonition é um jogo de ação e survival horror em terceira pessoa que coloca os jogadores no papel do intuitivo agente do FBI Francis York Morgan. No processo de investigação de um assassinato, os jogadores examinarão uma série de mistérios interligados em uma remota cidade rural e encontrarão uma série de personagens complexos, essenciais para desvendar o mistério da história. Sequências de ação cheias de suspense forçarão os jogadores a fazer movimentos estratégicos, deslizando pelos inimigos nas sombras ou envolvendo-os com armas de longo alcance ou combate corpo a corpo. Desde a atmosfera incomparável, música e enredo misterioso até dirigir veículos e explorar toda a cidade, Deadly Premonition oferecerá aos jogadores uma experiência de jogo interativa única e assustadora como nenhuma outra.