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Bien que la troisième guerre mondiale soit à l'horizon, Okabe tente de mener une vie universitaire normale. Cependant, une nouvelle intelligence artificielle est sur le point de bouleverser son monde.

Après une rencontre fortuite avec Maho, où ils découvrent qu'ils connaissent quelqu'un en commun, Okabe rencontre pour la première fois son face à face avec son intelligence spéciale, Amadeus.

Mayuri tente de réunir tout le monde pour une fête de Noël au labo, mais Okabe a un réveil brutal.

Alors que Okabe Rintaro a brièvement une vision d'une ligne du monde où il est pris au milieu d'une guerre, il finit par se rendre compte que son Reading Steiner prenait effet. Pendant ce temps, Suzuha explique à Daru qu'elle cherche Kagari Shiina, la future fille adoptive de Mayuri, qui l'a accompagnée dans le temps à partir de 2036 mais s'est séparée d'elle en 1998. Rintaro décide de participer à la recherche et reçoit un appel du Ruka Urashibara à propos d'une affaire urgente avant de retrouver Moeka devant sa porte. Plus de questions que de réponses, Suzuha recrute de l’aide dans sa recherche d’une personne inattendue.

Leur recherche se poursuit alors que le Nouvel An approche rapidement, bien que le dilemme de Ruka avec un certain invité puisse aggraver les choses.

Maintenant que l'identité de la fille est connue, Okabe et ses amis donnent le coup d'envoi du Nouvel An avec une visite au sanctuaire et une fête à ne jamais oublier.

Alors que Okabe cherche des réponses concernant l'attaque, des ennuis avec Amadeus apportent une tournure surprenante.

Okabe reçoit un rappel aigre-doux du fait que, dans un monde différent, des sacrifices doivent être faits.

Okabe mettra du temps à identifier les attaquants et leur motivation, mais la crise imminente de la troisième guerre mondiale oblige Suzuha à recourir à des mesures désespérées.

Après que des renforts ont été appelés pour nettoyer la salle désastreuse de Maho, la date d'Akihabara d'Okabe et celle d'Okabe se terminent par une surprenante confession de Maho.

Okabe doit convaincre Maho de renoncer à son bien précieux, mais un danger inattendu les pousse à négocier pour leur propre vie.

Kagari tente de retrouver les origines d'une chanson dans l'espoir de retrouver ses souvenirs perdus.

Après avoir enfin trouvé un indice sur le passé perdu de Kagari, Okabe finit par découvrir beaucoup plus qu'il ne l'avait prévu.

Choqués par une attaque surprise, Suzuha et Daru considèrent l’Amérique comme leur dernier espoir de sauver le monde.

Marre de la passivité de son père, Suzuha doit faire de Daru un homme avant que Yuki ne finisse avec quelqu'un d'autre.

L'entêtement d'Okabe fait voler les poings et fait couler les larmes à l'approche de la date limite d'utilisation de la machine à remonter le temps.

Alors que Suzuha se prépare à terminer sa mission, Mayuri retrouve sa détermination. Mais alors, le désastre frappe.

Tout l'enfer se déchaîne sur la machine à voyager dans le temps lorsqu'un méchant du futur hante le passé et dévoile son plan sournois.

La guerre et le désastre sont arrivés, et la seule façon pour Okabe de l’arrêter est de compter sur ses amis, sa détermination et son espoir.

Okabe se réveille dans un monde froid et sans vie où il trouve ses amis qui luttent pour survivre dans tout le chaos.

S'engageant dans un long et pénible voyage, Okabe cherche à raviver son espoir et à faire revivre ce que tout le monde pensait être parti.

Dans leur lutte pour sauver la machine à voyager dans le temps, les membres du laboratoire ont décidé de contourner la convergence, mais se sont rendu compte que cela ne pouvait se faire sans sacrifices.

Okabe et ses amis doivent lutter contre le destin passé, présent et futur pour trouver Steins Gate et réunir les membres du laboratoire une fois pour toutes.