История начинается 28 июля 2010 года в Акихабаре, когда студент Токийского университета Ринтаро Окабэ находит в здании Radio Kaikan, где проходила конференция по вопросам путешествия во времени, тело Курису Макисэ, одной из участниц, в луже крови. В панике он отсылает своему другу электронное письмо о произошедшем. Однако уже через несколько часов он сталкивается с Курису, чьё спасение как-то связано с тем самым электронным письмом, которое, как впоследствии выясняют главные герои, изменило прошлое.

Самопровозглашенный сумасшедший ученый Ринтаро Окабе арендует квартиру в старом здании в Акихабаре, где он увлекся своим хобби - изобретении "гаджетов будущего" вместе со своими сотрудниками своей лаборатории: Маюри Сина, его пустоголовой подругой детства, и Итару Хасиду хакером по прозвищу "Дару". Трое, коротая время изобретают их наиболее многообещающее хитроумное изобретение под названием "Микроволновый Телефон", который выполняет странную функцию - превращает бананы в кучу зеленого геля. Однако чудесное само по себе явление не дает ничего конкретного в поисках Окабе для научного прорыва, пока члены лаборатории не стали вовлечены в череду таинственны х событий, они наткнулись на неожиданный успех Микроволнового Телефона, он может отправлять электронную почту в прошлое, изменяя ход истории. Steins;Gate отправляет Окабе сквозь глубины научной теории и расходящиеся нити прошлого и настоящего. Окабе должен взять на себя бремя хранения тайны путешествия во времени.