O filme decorre um ano depois dos eventos na série de TV. Depois de passar por uma jornada meticulosa através de várias Linhas de Mundo devido à invenção do D-Mail, Okabe Rintarou finalmente chegou à linha de mundo de Steins Gate, onde nenhum de seus amigos morreram e o futuro dominado pela SERN não existe. No entanto, logo Rintarou começa a sentir os efeitos colaterais de suas viagens através de várias linhas de mundo, e isso leva ao desaparecimento de sua existência.
