In der Cross Academy werden sowohl Menschen als auch Vampire unterrichtet. Die Menschen lernen tagsüber und werden als Day Class (dt. Tagesklasse) bezeichnet. Sie wissen jedoch nicht, dass in der Night Class (dt. Nachtklasse), wenn es bereits dunkel ist, die Vampire unterrichtet werden. Die größtenteils weiblichen Schülerinnen sind zudem in die schönen Vampire verliebt, was es Yuki Cross nicht gerade leicht macht, die Vampire davon abzuhalten, das Blut der Mädchen zu trinken. Sie selbst ist auch nur ein Mensch, wurde jedoch im Alter von 5 Jahren von einem Vampir angegriffen und von Kaname Kuran, einem reinblütigem Vampir, gerettet. Als reinblütiger Vampir zählt dieser zum vampirischen Adel und blickt auf Level E - Vampire (Vampire, die früher Menschen waren und die sich nicht mehr unter Kontrolle haben) herab. Er bringt Yuki zum Direktor der Schule, der sie adoptiert.
Sechs Jahre später wird auch Zero Kiryu mit aufgenommen. Er ist der Sohn einer Vampirjägerfamilie, deren Mitglieder mit Ausnahme von Zero und seinem Zwillingsbruder Ichiru von der Vampirin Shizuka Hio getötet wurden. Zero selbst ist von den Gedanken besessen, Rache an diesem Vampir zu nehmen. Yuki und Zero sind die „Guardians“ der Schule, die dafür sorgen, dass niemand von der Day Class vom Geheimnis der Night Class erfährt. Die ahnungslosen Mädchen der Day Class schleichen sich nachts hinaus, um die Eliteschüler zu sehen. Weil dies als gefährlich gilt, verhindern die beiden Guardians und Vertrauensschüler der Academy jeden Nahkontakt zwischen den Day Class- und Night Class-Schülern.
Doch obwohl Zero einen starken Groll gegen Vampire hegt, muss er feststellen, dass er sich durch einen Biss von Shizuka langsam ebenfalls in einen Vampir verwandelt. In ihm steigt der Durst nach Blut so weit an, dass Yuki zu seinem ersten Opfer wird. Dies bekommen jedoch nur sie, der Direktor und Kaname mit. Yuki, die eine enge Freundschaft zu Zero aufgebaut hat, entscheidet sich, Zero von ihrem Blut saugen zu lassen, da er die Bluttabletten, welche die anderen Vampire erfunden haben und als Ersatz zu sich nehmen, nicht vertragen kann. Allerdings verwandelt sich Zero nicht in einen Vampir wie Kaname, stattdessen droht ihm, da er ursprünglich einmal ein Mensch war, zu einem Level E - Vampir zu werden.
Um diese Verwandlung zu verhindern, muss er das Blut eines Reinblüters trinken. Doch das birgt einige Probleme. Im Laufe der Handlung entsteht ein großer Konflikt zwischen Zero und Kaname, an dessen Ende Kaname sein Blut anbietet, um Zero damit bestechlich zu machen. Dadurch lebt Zero als Level D - Vampir weiter.
Einer der Verwandten von Kaname, der Vampir Rido, ersteht wieder auf und seine Seele wird in Senri Shikis Körper verpflanzt. Der auferstandene Rido will Kaname töten und Yuki entführen. Es stellt sich heraus, dass Kaname und Yuki Geschwister sind und Yuki größtenteils deshalb geboren wurde, um Kanames Frau zu werden. Sie wurde zum eigenen Schutz von ihrer Mutter mit aller Kraft in einen Menschen verwandelt, wobei die Mutter starb. Ihr Vater starb im Kampf gegen Rido, der Yukis Mutter liebte und ihr den ersten Sohn – vermutlich Kaname – nahm. Yuki leidet sehr unter ihrem Gedächtnisverlust, den ihre Mutter zusätzlich zur Versiegelung zu Yukis Schutz heraufbeschwor, und steht kurz vor dem Tod. Sie kann nur gerettet werden, indem sie wieder in einen Vampir verwandelt wird und so das magische Siegel ihrer Mutter gebrochen wird. Dieser Möglichkeit geht Kaname nach und sie erlangt ihr Gedächtnis zurück. Zero sieht die beiden als Vampire und will sie töten, doch Yuki hält ihn mittels großer Überzeugungskraft auf.
Zero, gestärkt durch das Blut der beiden Reinblüter, wird gefangen genommen und als gefährlich eingestuft. Sein Bruder kommt hinzu und sagt ihm, dass Zero ihn aussaugen solle. Trotz starker Einwände seitens Zeros ist er schließlich doch gezwungen, seinen Bruder zu töten, was ihm so viel Stärke verleiht, dass er Rido töten kann. Im Anschluss stehen sich Zero und Yuki gegenüber. Sie hält die veränderte Artemis, einen Stab zur Verteidigung, in der Hand, er richtet seine Pistole auf sie und sie äußert mit den letzten Worten, dass sie noch nicht sterben wolle. Zero bringt es nicht übers Herz, Yuki zu erschießen, da er sich an die Zeit erinnert, in der Yuki noch ein Mensch und seine beste Freundin war. Im nächsten Kapitel erscheint Kaname, der Zero angreift, weil dieser nun doch den Verrat begangen habe. Kaname verliert bei dem Kampf seine Hand. Bevor Schlimmeres passieren kann, geht Yuki dazwischen und Kaname zieht vom Feld um den Beiden einen Moment des Abschieds zu geben. Zero zieht Yuki in seine Arme und fragt sie, ob sie frei von ihren Sorgen wäre, was sie bejaht. Außerdem sagt sie, dass sie nur Kanames Blut begehrt, woraufhin Zero ihr eröffnet, dass er nur ihres begehrt und beißt sie. Als er ihr Blut getrunken hat, woraufhin er ihr nun endgültig seine Gefühle offenbart. Danach sagt er ihr, dass er sie beim nächsten Treffen töten wird und sie meint daraufhin, sie würde ewig vor ihm weglaufen, damit er einen Grund zum Leben hat. Ihre Wege trennen sich an dieser Stelle.
Bald realisiert Yuki unter Tränen, was Zero wirklich für sie empfunden hat und redet sich selber ein, sie sei die Falsche, weil sie ein Vampir ist. Yuki muss sich entscheiden, ob sie bei Zero bleiben will oder mit Kaname mitzieht. Sie entschließt sich schweren Herzens doch für Kaname. Als sie mit Kaname die Cross Academy verlassen will, sieht sie draußen noch einmal Zero, der den toten Ichiru aus dem Verließ trägt. Ihre Blicke treffen sich kurz, doch dann wendet Zero verbittert den Blick ab, doch Yuki sieht ihn noch länger an. Sie lebt ein Jahr mit Kaname zusammen.