Anexo:Segunda temporada de Gravity Falls

Stan sigue trabajando en el portal y, al mismo tiempo, la Cabaña del Misterio lanza una gran fiesta de reapertura después de derrotar a Gideon. Mientras, Dipper se reúne con dos agentes del gobierno, tratando de hablarles acerca de los misterios de Gravity Falls, mostrándoles su diario. Sin embargo, cuando los agentes no creen todo lo escrito en él, Dipper invoca a unos zombis, en un momento de desesperación para demostrarles que no está loco, generando el subsiguiente problema cuando la horda de zombis se descontrola.

Antagonistas: Los Zombies.

El diario de Dipper conduce a la pandilla a un búnker oculto en el bosque, donde se encuentran cara a cara con una misteriosa criatura llamada el Cambia Formas, que emergió de un misterioso huevo que el autor encontró. Mientras tanto, Dipper finalmente se acumula de valor y le dice a Wendy lo que siente por ella. Wendy lo rechaza amablemente por la edad, pero continuaron siendo amigos.

Antagonista: El Cambia Formas.

Después de ser menospreciada por Pacífica demasiadas veces, Mabel la desafía a un juego de golf en miniatura, que se pone un poco fuera de control cuando ella y Dipper descubren que allí viven unas criaturas que controlan las pelotas de golf, conocidas como los Liliputienses.

Antagonistas: Los Liliputienses.

Mabel intenta hacer un show de títeres para impresionar a su nuevo enamorado. Mientras tanto, Dipper desespera tratando de averiguar la contraseña de la computadora portátil que encontró en el búnker, situación que Bill Cipher aprovecha para intentar forzarle a hacer un «acuerdo» con él.

Antagonista: Bill Cipher.

Después de que Soos promete a su abuela encontrar una cita para la boda de su primo Reggie, Dipper y Mabel se ofrecen a ayudarlo. Con el tiempo, compra un videojuego, que es un simulador de citas, para ayudarle a hablar con las chicas. Sin embargo, un personaje del juego llamado Giffany cobra vida y se obsesiona con Soos. Mientras tanto, Stan planea robar un animatrónico para niños para la Cabaña del Misterio, con el fin sustituir a una vieja atracción malfuncionante, luego de haber sido avergonzado.

Antagonista: Giffany.

Stan intenta venderle mercancía a un comprador desconocido, contando historias para cada artículo que vende. Las historias incluyen:

• «Manos quietas»: Después de robar un reloj de oro, Stan es maldecido por una bruja y pierde sus manos.
• «Cerbiduría»: Pato se vuelve inteligente cuando come un hongo misterioso, y pronto se hace tan inteligente que se olvida de Mabel.
• «Día de arcilla»: Mabel enfrenta su miedo al Claymation (llamado también Stop-Motion) luchando contra monstruos de arcilla.

Estrella invitada: Neil deGrasse Tyson como Pato «inteligente».

Dipper, Mabel, Soos, Wendy y el Viejo McGucket descubren una sociedad secreta en Gravity Falls que borra los recuerdos sobrenaturales de las personas. Mientras intentan averiguar el pasado del propio McGucket, Dipper cree que es el autor.

Antagonistas: La sociedad del ojo cegado.

Blendin Blenjamin Blandin vuelve a enfrentarse a Dipper y Mabel en una batalla futurista que podría matarlos. Mientras tanto, Soos está triste porque llegó su cumpleaños, y Dipper y Mabel tratan de averiguar por qué.

Antagonista: Blendin.

Mabel llega demasiado lejos cuando roba una poción de un verdadero dios del amor, para usarla sobre Robbie y Tambry. Por otra parte, Stan decide crear un globo de aire caliente durante el festival de música Woodstick.

Antagonista: Mabel (por usar la poción).

Los Noroeste contratan a Dipper para hacer frente a un fantasma que amenaza con interrumpir su fiesta y Dipper comienza a llevarse bien con Pacifica, pero Dipper descubre el engaño de los Noroeste. Durante la fiesta, Candy, Grenda y Mabel luchan por un Barón.

Antagonista: El Leñador Fantasma.

Después de que los agentes del gobierno tomen a Stan en custodia, Dipper y Mabel comienzan a cuestionar, debido a lo que van descubriendo, lo mucho que realmente saben acerca de su Tío Stan, y deben averiguar si verdaderamente confían en él. Por último, el portal se activa y el autor de los diarios emerge de él, revelándose como el hermano gemelo de Stan, perdido hace mucho tiempo, mientras Dipper, Mabel, Soos y Stan lo observan.

Antagonista: Stan (por ocultar la verdad).

Acorralado por debajo de la Cabaña del Misterio, Stan debe finalmente revelar los secretos de su pasado, su verdadera identidad y sus intenciones a Dipper, Mabel, Ford y Soos.

Dipper quiere que alguien juegue con él a "Calabozos, Calabozos y Más Calabozos", pero nadie quiere jugar con él debido a que ese juego es para «cerebritos», pero Stanford acepta jugar con él, ya que ese es su juego favorito. Ford y Dipper comienzan a jugar, sin saber que, gracias a la ansiedad de Stan y Mabel por ver el final de Patotective, quedarán envueltos en una de las más peligrosas indagaciones, conociendo a Probabilitor, el villano del juego.

Antagonista: Probabilitor.

Después de que el alcalde de Gravity Falls muriera, Stan se ofrece como candidato a la alcaldía, midiéndose por el puesto contra Buddy Alegría y Tyler. Pero Dipper y Mabel se dan cuenta de que Stan puede perder, así que utilizan una corbata que puede controlar a cualquiera, inventada por Ford.

Mabel, Grenda, Candy y Wendy tratan de conseguir cabello de unicornio para proteger a los residentes de la Cabaña del Misterio. Mientras tanto, Ford y Dipper se encargan del resto para protegerse de Bill.

El Tío Stan lleva a los niños a un viaje por carretera para sabotear las otras trampas turísticas en Oregón. Mientras, Dipper aprovecha la ocasión para intentar olvidar un poco su obsesión con Wendy.

Antagonista: Darlene.

Bill se apodera de la ruptura espacio-tiempo y entra a su forma física. Ahora Dipper y Ford deben detenerlo a cualquier costo.

Antagonista: Bill Cipher.

Los chicos llegan a la Cabaña del Misterio y descubren a una especie de resistencia liderada por Stan. Stan y los demás se protegieron gracias al pelo de unicornio. Luego de esto, Dipper y Mabel animan al resto para rescatar a Ford y detener a Bill.

La familia Pines y sus aliados se han vuelto completamente indefensos, ya que Bill les había quitado la única forma de vencerlo. Pero antes de acabar con ellos, Bill decide darle a Ford una nueva oportunidad: si le dice cómo hacer universal el Raromagedón, su familia se salva. Pero Ford se niega, a lo que Mabel se las ingenia para escapar. Sin embargo, Bill los atrapa así de fácil, y justo antes de acabar con ellos, Ford acepta su rendición y decide hacer el trato con Bill. Finalmente, el trato resultó ser un éxito y Bill logra entrar en su mente, solo para descubrir que en realidad es la mente de Stan. Se revela que los hermanos intercambiaron ropa para engañarlo. Ford finalmente usa el borra-memorias con la mente de Stan, y así Bill es completamente derrotado, terminando el Raromagedón. Sin embargo, eso también hizo que los recuerdos de Stan queden olvidados. Pero Mabel, con ayuda de su álbum de fotos, logra resolver la situación, y así Stan recupera por completo su memoria. Finalmente, el secreto de que Gravity Falls era un lugar lleno de misterios se acabó, los Pines logran celebrar los 13 años de Dipper y Mabel, donde todo el pueblo de Gravity Falls asiste, en agradecimiento por salvarlos. Stan y Ford deciden irse de la ciudad para buscar otros fenómenos en el océano Ártico, y dejan a Soos como el nuevo administrador de la Cabaña del Misterio debido al coraje que tiene. Más tarde, cuando la fiesta terminó, Dipper y Mabel, junto con Pato, se despiden de todos y regresan a Piedmont, California, donde sus padres los esperan, terminando el episodio.