Project Zero 3: The Tormented vous met dans la peau de Rei, une jeune femme frappée d'une terrible malédiction, dont les rêves tourmentés mènent dans un univers effroyable à la frontière entre réalité et cauchemar. Il y a un petit peu de Silent Hill : The Room  là dedans, mais l'héroîne arbore également un mystérieux tatouage qui cache un lour secret !

Mais ce que le joueur découvrira dans les rêves de Rei n'est que le début du cauchemar, brr. Outre Rei donc, on retrouve deux autres personnages jouables, disposant chacun de leurs propres capacités. Miku, la jeune héroïne du premier volet de Project Zero, revient dans cet opus et dispose toujours de ses pouvoirs spirituels. Kei est lui un ami du petit ami de Rei. Il dispose d'une force plus développé mais psychiquement, il n'a aucun pouvoir et par conséquent il va devoir se cacher en cas de rencontre avec un spectre.