La película tiene lugar un año después de los acontecimientos de la anime serie de anime. Después de pasar por un camino arduo a través de múltiples líneas de tiempo debido a la invención de los "D-Mails", es decir, los mensajes de texto que se pueden enviar al pasado, Rintaro Okabe ha aterrizado, según las informaciones de la "Steins Gate", ver Steins;gate: Fuka Ryouiki No DÉjÀ Vu 2013 en una línea de tiempo ver Steins;gate: Fuka Ryouiki No DÉjÀ Vu 2013 en la que ninguno de sus amigos tendrían que morir y ver Steins;gate: Fuka Ryouiki No DÉjÀ Vu 2013 en la que no existe un futuro gobernado por SERN debido a que no se produjo la invención de una máquina del tiempo. Sin embargo, Okabe pronto comienza a sentir los efectos secundarios de los constantes viajes a través del tiempo por múltiples líneas de tiempo, que pronto se acumula y ocasiona que Okabe desaparezca de repente de la existencia, con sólo Kurisu Makise, la chica que él había salvado gracias a sus esfuerzos, recordándolo a través de un déjà vu. Ahora es el turno de Kurisu para encontrar una manera de conseguir que Okabe regrese a la línea de tiempo.
