В бескрайнем космосе на борту звездолета в игре VVVVVV случается загадочный инцидент. Корабль готовится к межпространственному прыжку, но из-за сбоя телепорт дает серьезную ошибку. Весь экипаж оказывается разделен и разбросан по разным реальностям. На корабле остается лишь навигатор Виолетта, которая связывается с главным героем — капитаном Виридианом. Он отправляется к своему судну, взяв с собой энергетический брелок. Капитану предстоит исправить эту нелепую поломку, преодолеть множество опасностей и собрать всю команду. Сюжет игры VVVVVV развивается в зависимости от порядка, в котором будут спасены персонажи. В любом случае необходимо добраться до заброшенной лаборатории, чтобы найти доктора Викторию, затем отправиться в Зону Телепортов и помочь инженеру Вердигрис. За профессором Вителлари придется лететь на другую космическую станцию, а также разыскать Вермиллиона. Объединившись с первым спасенным членом экипажа, герои перенесутся в полярное измерение, чтобы доставить его к телепорту. Подобные действия нужно будет проделать с каждым персонажем.

На пути постоянно будут возникать препятствия, например, потребуется отключить систему охраны. Забрав последнего члена команды, Виридиан обнаружит стабилизатор измерения, который и стал причиной аварии в VVVVVV, и деактивирует его. Командир оказывается в открытом космосе, откуда его спасает экипаж. Вместе они решают починить неисправный портал. В финале игры нужно собрать по пути 20 брелоков, необходимых для починки телепорта. Активировав устройство, группа попадает на секретную базу, где хранятся записи исследований, проводившихся над измерением VVVVVV, и инструкции по его восстановлению. В процессе прохождения игрок исследует открытый мир, полный ловушек и разнообразных врагов. Протагонист лишен оружия, и одно прикосновение к противнику означает гибель. Единственное, что умеет герой — прыгать и менять вектор гравитации. Он может ходить по потолку, чтобы избегать столкновений с врагами. Платформер состоит из множества комнат, которые и составляют маршрут. Каждая из них представляет собой головоломку, решение которой предстоит найти по ходу игры.