La historia de Shadow of the Colossus comienza cuando Wander entra en la tierra prohibida, cabalgando a través del largo puente de la entrada en su fiel caballo, Agro. Conducido al gigantesco Santuario de la Adoración en el centro de la región, lleva consigo un cuerpo envuelto en un manto, el cual deja en un altar en el santuario. Tras quitar el manto, se revela el cuerpo de una doncella llamada Mono. Un momento después, varias sombras con formas humanoides aparecen y se preparan para atacar a Wander, pero él las derrota fácilmente con un movimiento de una antigua espada mágica que posee. Momentos después de vencerlas, la voz de la entidad incorpórea conocida como Dormin se oye desde lo alto del templo, expresando su sorpresa de ver que el recién llegado posee dicha espada. Wander le exige que devuelva el alma de Mono a su cuerpo, lo cual, según relata Dormin, es posible, pero solo si se destruyen los ídolos alineados en la sala del templo. Dormin también indica que esa tarea únicamente puede ser cumplida utilizando la antigua espada para matar a los dieciséis colosos localizados en esas tierras. Cada uno de ellos contiene una parte de la esencia de Dormin, aunque esto no se revela sino en el final del juego.
A pesar de ser advertido de que podría llegar a pagar un gran precio por revivir a Mono,28 el joven decide buscar a los colosos y destruirlos. Con la muerte de cada coloso, su apariencia física se deteriora, su piel se vuelve más pálida y su cabello más oscuro, mientras que el aspecto de Mono mejora, e incluso se puede oír su voz momentáneamente después de cada victoria a partir de cierto punto del juego. Luego de la muerte del duodécimo coloso, se revela al jugador que Wander está siendo perseguido por un grupo de guerreros dirigidos por un chamán llamado Lord Emon.
Apremiado por Dormin, el protagonista no tarda en derrotar al decimosexto y último coloso. Sin embargo, en el camino a su último encuentro atraviesa un puente ubicado sobre un cañón que comienza a derrumbarse a medio camino. Cuando Agro salta sobre el último trozo del puente, la porción de tierra en la cual aterriza comienza a separarse, haciendo que pierda su estabilidad. Sintiendo el peligro inminente, Agro se sacude hacia adelante, lanzando a su amo hacia tierra firme y sacrificándose al caer a un río varios metros abajo. El grupo de Lord Emon llega al Santuario de la Adoración en el momento en que el último ídolo se derrumba, y Wander aparece poco tiempo después, sus ojos y piel totalmente pálidos, y con dos pequeños cuernos que sobresalen de su cabeza. Declarando que Wander ha sido poseído, Lord Emon ordena a sus guerreros asesinarlo.Mientras lucha por llegar donde se encuentra Mono, un guerrero le dispara en la pierna con una ballesta, lo que causa la aparición de las sombras, y poco después otro le atraviesa el corazón con su espada. Mientras su cuerpo se ve envuelto en sombras, expele sangre negra hasta caer al suelo; una muerte idéntica a la sufrida por los colosos.
De pronto, Dormin posee el cuerpo de Wander, transformándolo en un gigantesco ser sombrío, a la vez que las sombras se fusionan con él. Dormin explica que su propio cuerpo fue separado para sellar su poder, así que renació a través del de Wander. Después de una pequeña batalla entre Dormin y los soldados, uno alcanza a recoger la espada y se la entrega a Lord Emon, el cual la arroja a un pequeño estanque a la entrada de la sala del templo, creando un torbellino de luz que consume rápidamente el cuerpo de Dormin. Wander hace un último intento por alcanzar a Mono, pero poco a poco es atraído hacia el estanque, donde es consumido. Mientras tanto, Emon y sus hombres escapan de la tierra prohibida a la vez que el puente se va colapsando progresivamente detrás de ellos por alguna fuerza desconocida. Tras llegar a la entrada de la tierra prohibida, el puente termina de derrumbarse, y Emon exclama su esperanza de que si Wander pudo sobrevivir a la destrucción de Dormin, algún día sea capaz de comprender sus errores.
En el templo, Mono despierta, revivida por Dormin según el pacto hecho con Wander, y Agro aparece cojeando, con una pata trasera rota. Lentamente, se adelanta hacia el estanque donde fueron absorbidos tanto Dormin como el protagonista, seguido de cerca por Mono. En él, ahora vacío, ambos encuentran a un bebé con cuernos pequeños en su cabeza. Ella lo lleva consigo, siguiendo a Agro a los niveles superiores del santuario, llegando a un jardín en el templo, tras lo que el juego termina.