Bercerita tentang pria bernama Okabe Rintarou (hououin kyouma) bersama dengan Shiina Mayuri dan Hashida Itaru (Daru). Keseharian mereka berada di Future Gadget Lab yang ditujukan untuk membuat Future Gadget, walaupun penemuan mereka tak memiliki masa depan yang cerah dan hanya barang-barang ampas kurang berguna yang mereka miliki. Disana Okabe yang sering mengigau menyebut dirinya mad scientist, Mayuri gadis cantik walaupun sedikit pendiam dan Daru sebagai otaku yang ahli dalam komputer. Mereka sering bereksperimen dalam mebuat beberapa alat. Namun kehidupan mereka berubah tatkala berhasil membuat sebuah alat yang mereka sebut dengan “Phone Microwave”. Benda tersebut merupakan manipulasi antara handphone dan Microwave, ditambah lagi sekarang mereka mendapat teman sekaligus anggota baru bernama Makise Kurisu yang merupakan seorang ilmuwan ahli. Alat tersebut ternyata dapat mengirim sebuah text singkat kemasa lalu, diawal-awal mereka tak menyadari bahwa penggunaan benda tersebut dapat membuat perubahan waktu dan sejarah. Akibat dari penemuan mereka kini harus menanggung akibatnya karena satu-persatu takdir telah berubah akibat ulah mereka, kini yang harus dilakukan adalah merubah semuanya menjadi normal, namun hal tersebut tidaklah mudah karena aliran waktu yang kini telah menumpuk dan berjalan lebih dari satu, bisa dibilang mustahil untuk memperbaiki keadaan. Ditambah lagi sekarang gerak-gerik mereka akan selalu diamati oleh sebuah organisasi rahasia bernama “SERN”. Bagaimanakah anggota Future Gadget Lab menyelesaikan permasalahan besar yang timbul akibat dari penemuan mereka tersebut?