L'Eve burst error se déroule dans le Japon d'aujourd'hui. Le joueur contrôle deux personnages : un jeune détective privé apparemment insouciant, Kojiroh, et l'agent spécial Marina. Kojiroh a du mal à gagner sa vie en tant que PI solitaire, mais maintenant la chance semble lui sourire : le directeur de l'Eldian International School, M. Ko, lui demande de retrouver une peinture manquante, supposée de grande valeur. Dans le même temps, Marina est engagée par l'ambassadeur de la république fictive du Moyen-Orient Eldia pour protéger sa fille Mayako des terroristes. Basculant entre Kojiroh et Marina, le joueur découvre progressivement le lien entre les deux affaires et plonge plus profondément dans un mystère qui implique lutte politique, découvertes scientifiques et meurtres horribles.