Schauplatz des Horrorspektakels aus dem Hause Wanadoo ist das verlassene Landhaus der Familie Himuro. Hier treiben Geister ihr Unwesen, anders als im Horrorgenre üblich, dient in Project Zero ein Fotoapparat als Waffe zur Geisterabwehr
Beunruhigt über das Verschwinden ihres Bruders Mafuyu, einem Journalisten der mysteriöse Todesfälle erforscht, betritt Miku das gerüchteumwitterte Anwesen, mit dabei eine nostalgische Kamera, die nicht nur Fotos schießt. Mit dieser Kamera gelingt es Miku ihren Bruder wiederzufinden und das Rätsel um die mysteriöse Villa zu lüften.
Kommen die Geister Miku zu nahe, zückt sie die Kamera, fokussiert den Gegner und hält ihn damit auf Abstand. Ein Druck auf den Auslöser vernichtet den Geist endgültig. Jedes geschossene Foto verbessert die Leistung des Apparates um nützliche Attribute wie automatische Zielhilfe, Weitwinkel, größeren Zoom.
In Project Zero erforscht der Geisterjäer seine Umgebung fast durchgängig in Third Persons View. Grafisch überzeugt das Spiel durch akkurate Texturen und Detailgenauigkeit in 3D-Echtzeit.
Besonders realistisch sind auch die Licht- und Schattenspiele. Mit jeder kleinsten Bewegung Mikus reagiert der Schein ihrer Taschenlampe und fällt auf Boden und Wände.