《恐怖兔子2011》某小学，少年今里大悟（澁谷武尊饰）用石头砸死了痛苦不堪的兔子，虽然他为兔子实现了解脱，但是他的行为惹来周遭人们的不满与非议，大悟和姐姐桐子（満島ひかり饰）都成为了他人嘲讽的对象。桐子和大悟是一对同父异母的姐弟，他们的父亲公平（香川照之饰）是一个童话绘本作家，两任妻子的死亡让他疏忽对孩子们的教导，只一心沉湎于童话的世界。而桐子早年也因一场变故让她流失谈话的本领，她用文字和最疼爱的弟弟交流。在姐弟俩观赏3D恐怖片时，银幕中的兔子飞出来落到了大悟的手中。这个神奇的兔子姐弟俩相继带入一个瑰丽怪僻的世界，也由此揭开了这个家庭尘封十年的痛苦回顾……