Dipper, Mabel, Soos og Wendy vender tilbage til Mystery Shack og finder Stan, en håndfuld af byens indbyggere og flere af de paranormale væsner, som de er blevet venner med og har mødt, og som har søgt tilflugt der. Efter at være undsluppet fra en af Bills øjenflagermus fortæller Stan banden, at det enhjørningehår, som Ford har beklædt bunden af hytten med, beskytter dem mod Bills kræfter. Stan mener, at de bør vente, men de andre går med til at iværksætte en redningsmission efter at have opdaget, at byens indbyggere bliver forstenet af øjenflagermusene og stablet sammen til en improviseret trone for Bill. Old Man McGucket leder de overlevende til at forvandle Shack til en gigantisk mech. De rejser til Bills operationsbase og besejrer uden problemer hans håndlangere. Bill selv kommer ud for at kæmpe, men hans øje bliver revet ud af sit hylster af mech’en og gør ham midlertidigt blind.
Dipper og Mabel fører en lille gruppe om bord på Bills base. De adskiller Bills trone og genopretter de forstenede borgere. Ford spraymaler et Zodiac-hjul på jorden, idet han har set billedet beskrevet som et middel til at besejre Bill. Hjulet kræver, at ti bestemte personer, angivet ved symboler på det, som Ford først for nylig havde udledt betydningen af, skal stå på det og holde hinanden i hånden i en ring. Stan nægter at deltage, indtil Ford både undskylder for utilsigtet at have tilladt Bill at nå sit mål og takker ham for at have reddet ham. Ford gør det modvilligt, men da Stan sætter sig ind i hjulet, retter Ford Stans grammatik under hans åndedræt, og Stan og Ford kommer op at slås. Inden de kan blive skilt ad, dukker Bill op, der har regenereret sit øje og ødelagt mech’en.
Bill brænder Zodiac, sikrer sig Pines-familien og forvandler de andre til gobeliner for at forhindre dem i at blande sig. Bill truer med at dræbe Dipper og Mabel, medmindre Ford lader ham komme ind i sit sind for at finde ud af, hvordan han kan undslippe Gravity Falls. Det lykkes Dipper og Mabel at flygte, men Bill er på jagt efter dem. Stan og Ford, der er alene tilbage, får en hjertelig snak med hinanden. Selv om der er en måde at besejre Bill på ved at slette ham fra nogens sind ved hjælp af hukommelsespistolen, mener Ford, at den eneste måde at redde børnene på er at lade Bill komme ind i hans sind, da hans egne erindringer ikke kan slettes på grund af en metalplade i hans hoved.
Dipper og Mabel fører Bill i en jagt rundt i hans base, men bliver til sidst fanget. Bill sender dem tilbage til tronsalen og truer med at dræbe en af dem. Ford indvilliger i at lade Bill komme ind i hans sind. Bill forlader sin fysiske krop, som forstener, og træder ind i Fords tankeskab, der fremstår som et tomt tomrum med en enkelt dør. Bill går ind ad døren og bliver chokeret over at blive mødt af Stans mindscape-jeg, som afslører, at han og Ford har byttet plads for at narre Bill til at komme ind i et sind, der er modtageligt for hukommelsespistolens virkninger, og han udtrykker sin villighed til at ofre sine minder for at redde verden og sin familie. I den virkelige verden affyrer Ford modvilligt hukommelsespistolen mod Stan. Bill begynder at blive svækket og bliver derefter slået af Stans mindscape-jeg, hvilket ødelægger ham, mens resten af Stans mindscape bliver slettet af memory gun’ens virkninger. Efter Bills død begynder porten til hans dimension at lukke sig og trækker hans håndlangere og base ind. Når den er lukket, vender byen tilbage til sin tilstand fra før Weirdmageddon. Stans familie og Soos tager ham med tilbage til den næsten ødelagte Mystery Shack i håb om, at synet af bygningen vil hjælpe ham med at få hans minder tilbage. Mabel finder sin scrapbog og viser Stan alt det sjove, de havde i løbet af sommeren, hvilket langsomt bringer Stans minder tilbage.
I løbet af den næste uge skal byens indbyggere håndtere de resterende overnaturlige fænomener, da borgmesteren vedtager “Never Mind All That Act” for at lette deres bekymringer; familien Northwest går fallit og mister deres palæ, hvilket får McGucket til at flytte ind; og Gideon Gleeful lover at opføre sig mere som en normal borger. Mange af byens indbyggere slutter sig til Dipper og Mabels venner for at fejre tvillingernes 13-års fødselsdag i Shack. Ford tilbyder at sejle jorden rundt i et år sammen med Stan, en drøm de havde sammen som drenge, men Stan siger, at han ville være nødt til at lukke Shack, hvilket skuffer byens borgere, da den tiltrækker turister til deres by. Stan udnævner derefter gladeligt Soos til den nye leder af Shack.
Senere tager Stan, Ford, Soos, Wendy, Candy og Grenda alle afsked med Dipper og Mabel, da deres bus på vej hjem kører op. Wendy bytter hatte med Dipper og giver ham en konvolut, som han kan åbne på turen hjem. Bussen kører af sted, mens gruppen vinker farvel. Mens tvillingerne tænker tilbage på deres tid i Gravity Falls, viser flashforwards Soos, der med succes driver Shack med sin kæreste Melody, samt Stan og Ford på havet. Da bussen passerer bygrænsen, åbner Dipper Wendys brev og finder deres venners og storonklers underskrifter, hvor de lover at se dem næste sommer.
Seriens credits indeholder en montage af tvillingernes sommer og deres endelige ankomst til Piedmont, Californien. I en live-action post-creditscene ses Bill’s stenkrop, der er delvist nedsænket i jorden i skoven.