10 anos após os eventos de xxxHOLiC Shunmuki , um melancólico Kimihiro Watanuki assumiu a loja anteriormente administrada pela misteriosa Yuuko devido a uma promessa que fez a ela. Seus companheiros Maru, Moro e Mokona vivem com ele em relativo contentamento, e alguns rostos familiares chegam de vez em quando: o ex-rival que se tornou amigo constante Shizuka Doumeki e o ex-prodígio psíquico Kohane Tsuyuri. Enquanto Kohane estuda folclore com Doumeki na universidade, eles encontram um caso que é perfeito para o dono da loja. Eventualmente, Watanuki recebe a visita do avô de Doumeki, Haruka. Ele pede que Watanuki investigue os sonhos de seu neto. Enquanto dentro do mundo dos sonhos, ele descobre como suas aventuras passadas se desenrolaram da perspectiva de Doumeki, levando Watanuki a descobrir verdades de 10 anos atrás e segredos sobre os laços que unem sua amizade.