Movie diễn ra tại thời điểm 1 năm sau khi anime kết thúc. Sau khi trải qua cuộc hành trình đầy gian khổ, du hành qua nhiều đường thế giới bằng D-mail, 1 phát minh giúp gửi tin nhắn về quá khứ, Okabe Rintarou cuối cùng đã chạm được tới đường thế giới mang tên Steins;Gate, nơi mà những người bạn của anh không phải chết và tương lai thống trị bởi SERN cũng không tồn tại. Nhưng ngay sau đó, Rintarou lại phải chịu ảnh hưởng của vô số lần du hành thời gian và dịch chuyển qua nhiều đường thế giới khác nhau, hậu quả là chính sự tồn tại của anh cũng bị xóa sổ. Và chỉ 1 mình Makise Kurisu, nữ khoa học gia đã được anh cứu, là nhớ đến anh qua déjà vu. Giờ đã đến lượt Kurisu sẽ là người mang Rintarou trở lại.