A história passa-se um ano depois de Kingdom Hearts: Chain of Memories, onde Sora e seus amigos, atraídos por um homem de capuz entram em um castelo chamado Castle Oblivion onde perdem gradualmente sua memória devido ao misterioso poder de uma nobody chamada Naminé. No final do jogo, Sora encontra Naminé, que se revela a Nobody de Kairi, que o coloca a dormir profundamente durante um ano de modo a recuperar as suas antigas memórias.
Entretanto, um rapaz chamado Roxas é derrotado por Riku, o melhor amigo de Sora, e por DiZ (Ansem The Wise) que o colocam numa simulação da cidade Twilight Town onde o fazem acreditar que sempre lá viveu e que é amigo de três adolescentes: Hayner, Pence e Olette. A situação complica-se quando Roxas começa a ser perseguido por criaturas brancas e por um membro da Organização XIII chamado Axel , o ex-melhor amigo dele. Roxas começa a estranhar os sonhos que tem sobre Sora e os seus amigos e acaba por perceber, através de Naminé e de DiZ, de que é o Nobody de Sora e membro número 13 da Organização XIII. Roxas fora colocado na cidade virtual para que pudesse virar dados de computador e se fundir com Sora, de modo a que este pudesse ser completo, o que acaba por fazer.
Sora, Pato Donald e Pateta acabam por acordar na verdadeira Twilight Town onde o rei Mickey e Yen Sid os enviam para uma nova aventura. Desta vez, o seu objetivo é encontrar Riku, derrotar novos inimigos designados de Nobodies (que são o corpo e alma que um indivíduo deixa para trás quando se transforma num Heartless) e descobrir os planos da Organização XIII que os controla. Sora recebe novas roupas com a capacidade de fazê-lo fundir-se com um dos membros da equipe de cada vez por um determinado tempo (conhecido como Forma Drive). Entretanto, Maleficent (Malévola) é ressuscitada pelas recordações das três fadas madrinhas da Bela Adormecida e junta-se a Pete (Bafo) na sua busca por poder e domínio.
A cada mundo, novas descobertas são feitas, e a cada nova descoberta, a real intenção da Organização XIII é revelada.
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