La historia se desarrolla en un mundo post-nuclear devastado, décadas después de una guerra nuclear entre Estados Unidos y China. El juego sigue a un protagonista, conocido como el “Vault Dweller”, que habita en un refugio subterráneo llamado Vault 13. El objetivo del juego es encontrar una computadora chip que pueda reparar el sistema de suministro de agua fallido en el refugio.