Rintarou Okabe, nhà khoa học điên lập dị, tự xưng đã trở thành vỏ bọc của chính mình trước đây. Chán nản và tổn thương sau khi thất bại trong việc giải cứu người bạn Makise Kurisu của mình, anh đã quyết định từ bỏ bản ngã của nhà khoa học điên và sống như một sinh viên đại học bình thường. Được bao quanh bởi những người bạn biết rất ít về kinh nghiệm du hành thời gian của mình, Okabe dành cả ngày để cố gắng quên đi nỗi kinh hoàng trong những chuyến phiêu lưu một mình.
Khi đang làm nhân viên tiếp tân tại một diễn đàn công nghệ của trường đại học, Okabe gặp Maho Hiyajo thấp bé, lanh lợi, người
sau đó hóa ra là phiên dịch viên tại buổi thuyết trình của diễn đàn do Giáo sư Alexis Leskinen thực hiện. Trước đám đông sửng sốt, Alexis và Maho tiết lộ Amadeus một trí tuệ nhân tạo mang tính cách mạng có khả năng lưu giữ ký ức của một người và tạo ra một mô phỏng hoàn hảo về người đó với đầy đủ tính cách và sở thích của họ. Gặp Maho và Alexis sau buổi thuyết trình, Okabe biết rằng hai người là đồng nghiệp của Kurisu ở trường đại học, và họ đã mô phỏng cô ấy trong Amadeus. Được Alexis thuê để nghiên cứu hành vi của mô phỏng, Okabe có cơ hội tương tác với bóng của một người bạn thân đã mất từ lâu. Quá khứ rối rắm đầy nguy hiểm, Okabe phải đối mặt với thực tế phũ phàng và cẩn thận xoay xở trước những hậu quả tai hại xảy ra khi làm xáo trộn dòng chảy tự nhiên của thời gian.