Die Geschichte von Nekomonogatari (Black) spielt während der Golden Week, einer Reihe von Feiertagen Ende April, und dient als Prequel zu den Ereignissen von Bakemonogatari, während sie nach der in Kizumonogatari geschilderten Vampirbegegnung stattfindet. Der Protagonist ist Koyomi Araragi, ein Oberschüler, der kürzlich nach einer verheerenden Frühlingsferienzeit, die ihn zum Halbvampir machte, größtenteils wieder zum Menschen wurde. Er ist mit verwirrenden Gefühlen beschäftigt, die er für die perfekte Klassensprecherin Tsubasa Hanekawa entwickelt hat, das Mädchen, dem er sein Leben verdankt. Unsicher, ob seine Emotionen echte Liebe oder bloße Frustration sind, sucht er Rat bei seinen jüngeren Schwestern in einer Szene voller ihres typisch albernen Geplänkels. Die Erzählung schwenkt schnell von dieser komödiantischen Unsicherheit zu einem dunkleren Mysterium, als Araragi Hanekawa auf der Straße trifft und einen Verband auf ihrer Wange bemerkt. Sie gesteht, dass ihr Pflegevater sie während eines Familienstreits geschlagen hat, ein Symptom des tiefen und verborgenen Stresses in ihrem Familienleben, in dem sie im Flur schläft und kein eigenes Zimmer hat.

Der zentrale Konflikt entzündet sich, als Hanekawa und Araragi auf die Leiche einer weißen, schwanzlosen Katze stoßen, die von einem Auto angefahren wurde. Nachdem sie das Tier begraben haben, beginnt Hanekawa, sich seltsam zu verhalten. Araragi konsultiert seinen Mentor, den exzentrischen Spezialisten Meme Oshino, der in einer verlassenen Nachhilfeschule zusammen mit dem trägen Vampirüberrest Shinobu Oshino lebt. Meme enthüllt, dass die Kreatur, die sie begraben haben, keine echte Katze war, sondern ein Oddity namens Sawari Neko oder verfluchte Katze, die von Stress lebt und ihn verstärkt. Er warnt, dass die Erscheinung das perfekte Gefäß für Hanekawa in ihrem fragilen emotionalen Zustand sei. Die Situation eskaliert rapide, als Araragi entdeckt, dass Hanekawa vollständig von dem Oddity besessen ist und sich in eine gewalttätige Alternativpersönlichkeit verwandelt, oft Black Hanekawa genannt. In dieser neuen Form hat sie ihren Eltern die Energie abgesaugt und sie ins Krankenhaus gebracht und beginnt nachts durch die Stadt zu toben, wo sie wahllos Menschen angreift, um den immensen Stress abzulassen, den sie nicht mehr enthalten kann.

Der Erzählbogen mit dem Titel Tsubasa Family folgt Araragi, während er mit einer schrecklichen Erkenntnis ringt: Black Hanekawa ist nicht nur ein Opfer der Besessenheit, sondern eine Verkörperung ihres eigenen unterdrückten Willens und ihres Wunsches, ihrer schmerzhaften Realität zu entfliehen. Sie ist zu intelligent und das Oddity ist zu sehr integriert für eine konventionelle Exorzismus. Über fünf Nächte hinweg wird Araragi in einen brutalen Zyklus gezwungen, in dem er der tobenden Katze gegenübersteht, verheerende Verletzungen erleidet und von Shinobu geheilt wird. Die Lösung kommt durch einen verzweifelten Plan, bei dem Araragi unter Einsatz des legendären Oddity-tötenden Schwertes Kokorowatari sich selbst opfert, um Black Hanekawa eine tödliche Wunde zuzufügen. Im letzten Moment saugt Shinobu in seinem Auftrag die Energie der Katze ab und beendet damit effektiv die Besessenheit. Der Golden-Week-Albtraum endet damit, dass Hanekawa das Bewusstsein wiedererlangt und jede Erinnerung an ihren Amoklauf verloren hat. Araragi bleibt mit der Bürde zurück, die Wahrheit über ihr verborgenes Leid und die Heuchelei seiner eigenen Gefühle zu kennen, und erkennt, dass er sie nicht wirklich retten, sondern nur das Problem unterdrücken konnte, womit er die neun Tage des Terrors als dunkles Geheimnis versiegelt. Die Geschichte beschließt die erste Staffel der Monogatari-Serie und legt wesentliche Grundlagen für Hanekawas spätere Charakterentwicklung und die Rückkehr des Katzen-Oddity in Nekomonogatari (White).