Um ano se passou desde que Rintarou Okabe alcançou a linha de mundo Steins Gate, o ponto de equilíbrio onde seus amigos estão a salvo e o futuro distópico de SERN foi evitado. No entanto, o peso de incontáveis saltos temporais começa a cobrar um preço alto. Okabe passa a sofrer com alucinações e flashes de realidades paralelas, até que, subitamente, ele desaparece do mundo — e da memória de todos, exceto de Kurisu Makise.

Diante de um vazio onde deveria estar a pessoa que ela mais valoriza, Kurisu se vê forçada a tomar uma decisão dolorosa. Ela deve escolher entre seguir o conselho de Okabe e evitar qualquer manipulação temporal que possa desestabilizar o mundo, ou arriscar tudo para trazê-lo de volta. A busca pela verdade a levará a uma reflexão sobre o custo das escolhas e a fragilidade do tempo.