La scomparsa di Nagato Yuki-chan è ambientata in una realtà alternativa in cui Yuki Nagato è l'unico membro della Brigata SOS. Gli altri membri del club, inclusi Haruhi Suzumiya, Mikuru Asahina e Itsuki Koizumi, sono tutti scomparsi. Yuki è determinata a scoprire cosa è successo ai suoi amici e a riportarli indietro.
La serie è raccontata dal punto di vista di Yuki ed esplora i suoi pensieri e sentimenti mentre indaga sulle sparizioni. Approfondisce inoltre i rapporti tra i membri della Brigata SOS e il modo in cui sono stati colpiti dalle sparizioni.
La scomparsa di Nagato Yuki-chan è stata elogiata per lo sviluppo del personaggio e per l'esplorazione dei temi dell'amicizia e della lealtà. La serie è stata elogiata anche per le sue bellissime illustrazioni e il suo fedele adattamento delle light novel originali.
La scomparsa di Nagato Yuki-chan è una lettura obbligata per i fan di La malinconia di Haruhi Suzumiya e per chiunque ami i gialli.