Dipper, Mabel, Soos och Wendy återvänder till Mystery Shack och finner Stan, en handfull invånare och flera av de paranormala varelser som de har blivit vänner med och träffat där. Efter att ha flytt från en av Bills ögonfladdermöss berättar Stan för gänget att det enhörningshår som Ford har klätt basen på Shack med skyddar dem från Bills krafter. Stan anser att de borde vänta ut det, men de andra går med på att sätta upp ett räddningsuppdrag efter att ha upptäckt att stadsborna förstenas av ögonfladdermössen och staplas till en provisorisk tron för Bill. Old Man McGucket leder de överlevande till att förvandla Shack till en gigantisk mech. De reser till Bills operationsbas och besegrar lätt hans hantlangare. Bill själv kommer ut för att slåss, men hans öga slits ut ur sitt fäste av mechen och gör honom tillfälligt blind.
Dipper och Mabel leder en liten grupp ombord på Bills bas. De demonterar Bills tron och återställer de förstenade medborgarna. Ford sprayar ett Zodiac-hjul på marken, efter att ha sett bilden beskriven som ett sätt att besegra Bill. Hjulet kräver att tio specifika personer, som anges av symboler på det som Ford först nyligen hade kommit fram till innebörden av, ska stå på det och hålla varandra i hand i en ring. Stan vägrar att gå med tills Ford både ber om ursäkt för att han oavsiktligt lät Bill uppnå sitt mål och tackar honom för att han räddade honom. Ford gör det motvilligt, men när Stan ansluter sig till hjulet korrigerar Ford Stans grammatik under sin andedräkt, och Stan och Ford hamnar i slagsmål. Innan de kan brytas upp dyker Bill upp, som har regenererat sitt öga och förstört mechen.
Bill bränner Zodiac, säkrar familjen Pines och förvandlar de andra till gobelänger för att hindra dem från att blanda sig i. Bill hotar att döda Dipper och Mabel om inte Ford låter honom komma in i sitt sinne för att ta reda på hur man kan fly från Gravity Falls. Dipper och Mabel lyckas fly med Bill i hälarna. Stan och Ford är ensamma och har ett samtal från hjärta till hjärta. Även om det finns ett sätt att besegra Bill genom att radera honom från någons sinne med hjälp av minnespistolen, tror Ford att det enda sättet att rädda barnen är att låta Bill komma in i hans sinne, eftersom hans egna minnen inte kan raderas på grund av en metallplatta i hans huvud.
Dipper och Mabel leder Bill i en jakt runt hans bas men fångas till slut. Bill återför dem till tronsalen och hotar att döda en av dem. Ford går med på att låta Bill komma in i hans sinne. Bill lämnar sin fysiska kropp, som förstenar, och går in i Fords tankevärld, som framstår som ett tomt tomrum med en enda dörr. Bill går in genom dörren och blir chockad när han möts av Stans mindscape-jag, som avslöjar att han och Ford bytte plats för att lura Bill att gå in i ett sinne som är mottagligt för minnesvapnets effekter, och han uttrycker sin vilja att offra sina minnen för att rädda världen och sin familj. I den verkliga världen avfyrar Ford motvilligt minnespistolen mot Stan. Bill börjar försvagas och får sedan ett slag av Stans själsliga jag, vilket förgör honom samtidigt som resten av Stans själsliga jag utplånas av minnespistolens effekter. Efter Bills död börjar porten till hans dimension att stängas och drar in hans hantlangare och bas. När den väl är stängd återgår staden till sitt tillstånd före Weirdmageddon. Stans familj och Soos tar med honom tillbaka till den nästan förstörda Mystery Shack, i hopp om att synen av byggnaden ska hjälpa honom att få tillbaka sina minnen. Mabel hittar sin klippbok och visar Stan allt det roliga som de hade under sommaren, vilket långsamt återkallar Stans minnen.
Under nästa vecka tar stadsborna itu med återstående övernaturliga fenomen när borgmästaren antar ”Never Mind All That Act” för att lindra deras oro; familjen Northwest går i konkurs och förlorar sin herrgård, vilket får McGucket att flytta in; och Gideon Gleeful lovar att uppföra sig mer som en normal medborgare. Många av stadsborna går samman med Dipper och Mabels vänner för att fira tvillingarnas 13-årsdag i Shack. Ford erbjuder sig att segla runt jorden i ett år med Stan, en dröm som de hade tillsammans som pojkar, men Stan förklarar att han då måste stänga Shack, vilket gör stadsborna besvikna eftersom Shack lockar turister till deras stad. Stan utnämner sedan gladeligen Soos till ny chef för Shack.
Senare tar Stan, Ford, Soos, Wendy, Candy och Grenda farväl av Dipper och Mabel när bussen till hemmet stannar. Wendy byter hattar med Dipper och ger honom ett kuvert som han kan öppna på vägen hem. Bussen kör iväg medan gruppen vinkar adjö. När tvillingarna tänker tillbaka på sin tid i Gravity Falls visar flash-forwards Soos hur han framgångsrikt driver Shack med sin flickvän Melody, samt Stan och Ford till sjöss. När bussen passerar stadens gränser öppnar Dipper Wendys brev för att hitta deras vänners och farbrors signaturer och lovar att se dem nästa sommar.
Seriens eftertexter innehåller ett montage av tvillingarnas sommar och eventuella ankomst till Piedmont, Kalifornien. I en post-creditscen i direktsändning syns Bills stenkropp, delvis nedsänkt i marken i skogen.