История начинается с легенды о Фантомайл, таинственной земле, которая питается снами людей, и никто не может припомнить свой сон, даже если он приснился только что. Однако, однажды мальчику кошачьего вида, проживающему в городе Гейлбриз со своим дедом, приснился странный сон о том, что мистический воздушный корабль врезался в ближайшую гору, и он может припомнить каждые детали этого сна.

И через некоторое время это действительно случилось — корабль врезался в гору, на которой стоял колокол, и Клоноа вместе со своим другом, «духом кольца» по имени Хьюпей решил разведать что произошло. После сражения с некоторыми маленькими, круглыми созданиями, называемыми Муус, они достигли вершины горы, чтобы увидеть двух странных людей. Один из них был лидер, и звали его Гхадиус, а его компаньоном был зловеще выглядящий клоун по имени Джока, и вместе они искали талисман, обладающий магической силой. Они похитили женщину по имени Лефис, и после возвращения в свою деревню, Клоноа и Хьюпей решили преследовать их…

Klonoa: Door to Phantomile совмещает стандартные элементы платформера с уникальными для того времени дополнениями. По отрендеренным трехмерным фонам можно было перемещаться только в заданном направлении, налево или направо. Игрок может стрелять во врагов с помощью специального оружия под названием «Пуля Ветра». Данное оружие на вид является огромным кольцом. Когда такая «Пуля» попадает во врага, он раздувается и переносится в руки Клоноа, и с того момента с противником можно проделать множество манипуляций, например, кинуть его в другого врага, или сделать с его помощью двойной прыжок, чтобы достичь мест до которых нельзя допрыгнуть просто так. Клоноа может бегать, прыгать и решать различные паззлы, для того чтобы продвигаться по уровням, которые называются "видениями".