Lấy bối cảnh một năm sau kết thúc của Persona 4, Naoto được một người bạn cũ là thám tử tên Touko Aoi nhờ điều tra vụ mất tích bí ẩn của hai học sinh ở Yagakoro. Ở đó, cô ấy hợp tác cùng Sousei Kurogami, một người máy cơ giới, một thám tử và là một người cực đối lập với cô cả về tính cách lẫn phương pháp luận. Trong lần gặp đầu tiên với anh, Naoto thức tỉnh Persona mới, Amatsu Mikaboshi, giúp cô có thể khuếch đại năng lực Persona của Sousei, Tsukuyomi. Cùng với Sousei, cô phát hiện ra Midnight Site, một trang web ẩn danh, nơi những người được chọn bị sẽ bị phán xét bởi năm thẩm phán được đặt tên theo các vị thần trong thần thoại Nhật Bản - Uzume, Sarutahiko, Omoikane, Tajikarao và Futotama.