Rintarou Okabe, si “ilmuwan gila” yang eksentrik, kini hanya tinggal bayang-bayang dirinya yang dulu. Setelah gagal menyelamatkan seorang sahabat dan dihantui trauma, ia memilih meninggalkan alter egonya dan menjalani hidup sebagai mahasiswa biasa. Di tengah teman-teman yang tak mengetahui apa yang pernah ia alami, Okabe berusaha menenggelamkan ingatan tentang petualangan mengerikan yang hanya ia tanggung sendiri.
Suatu hari, saat bekerja sebagai resepsionis di sebuah forum teknologi kampus, Okabe bertemu Maho Hiyajo yang kecil namun berani, lalu berhadapan dengan presentasi Profesor Alexis Leskinen. Mereka memperkenalkan Amadeus, AI revolusioner yang mampu menyimpan memori seseorang dan merekonstruksi simulasi yang terasa nyata, lengkap dengan kepribadian dan kebiasaannya. Okabe pun mengetahui bahwa Amadeus menyimpan sosok yang sangat ia kenal, memberinya kesempatan untuk kembali “bertemu” dengan sahabat yang telah lama hilang. Namun ketika masa lalu kembali menyeretnya, Okabe harus melangkah hati-hati, karena mengusik aliran waktu selalu datang dengan konsekuensi yang menghancurkan.