Este jogo apresenta dois personagens jogáveis para escolher, com dois tipos de ataque diferentes cada. Reimu Hakurei pode apimentar uma ampla área da tela com ataques mais fracos, enquanto Marisa Kirisame confia em seu poder para compensar sua propagação de ataque mais estreita. As bombas também exibem comportamento único e quantidades de dano dependendo do personagem escolhido. Lotus Land Story é o primeiro jogo do Projeto Touhou a apresentar bombas que coletam itens automaticamente, contagem de pastagens, a capacidade de se mover mais lentamente segurando a tecla Shift e um sistema de pontuação não trivial que envolve a coleta de itens especiais de sonho que aumentam a pontuação final do jogador potencial. O sistema de pontuação do jogo também marca a primeira instância da série de bônus de pontuação para a eliminação de balas após a derrota de chefes intermediários e chefes.

Após os eventos dos jogos anteriores, os youkai logo começaram a invadir o Santuário Hakurei, levando Reimu Hakurei e Marisa Kirisame a se dirigirem separadamente para um lago nas montanhas, que parece ser a fonte de uma tremenda onda de energia. Os dois chegam ao portal embaixo do lago, que os teletransporta para um estranho mundo de sonhos, no qual existe a mansão Reimaden, onde supostamente está o cérebro. A heroína parte para o lago, mas vê um youkai, Orange. Laranja não ia lutar, mas a heroína atacou Laranja apenas porque era uma youkai. A heroína dispara, mas encontra um vampiro, Kurumi. Kurumi tenta impedir que a heroína chegue à ilha no lago da montanha, mas falha. Ironicamente, Kurumi não é um guarda do lago nem nada. Depois que Kurumi é derrotado, a heroína parte para outro lugar e encontra a linha de fronteira entre o mundo dos sonhos e o mundo real. No entanto, a heroína encontra Elly, a guardiã da fronteira. Elly afirma que, dependendo de quem você está usando, uma Donzela do Santuário ou um Mago entraram no mundo. Elly é combatida e derrotada, assim a heroína entra no mundo dos sonhos. Depois, a heroína explora o mundo dos sonhos, mas encontra Reimu ou Marisa, dependendo de com quem você está jogando. Eles ficam surpresos ao se verem e então lutam. A heroína vence como de costume, forçando a outra a deixar o mundo dos sonhos. A heroína se aprofunda no mundo dos sonhos, mas encontra Yuuka, que acabara de acordar e está chateada por alguém estar em sua mansão a essa hora. Eles lutaram e a heroína venceu. No entanto, Yuuka recua e foge. A heroína é forçada a persegui-la, levando ao estágio final. Yuuka aparece e novamente e luta contra a heroína uma última vez, no entanto, Yuuka perde novamente. Mais tarde, a heroína se instala em outro mundo de sonhos desconhecido. Ao explorar o mundo dos sonhos, a heroína encontra Mugetsu, uma empregada que afirma que esse mundo dos sonhos é dela. Mugetsu não parece saber sobre a tremenda onda de poder, mas ainda luta contra a heroína apenas porque estava entediada. Mugetsu é derrotada e pede ajuda a sua irmã gêmea mais velha, Gengetsu. Mugetsu sai e Gengetsu entra no campo de batalha. Gengetsu não sabe o que está acontecendo, mas sabe que seu trabalho é derrotar a heroína. Mas é claro que a heroína vence e as irmãs gêmeas são derrotadas.