Dengan perceraian orang tuanya, Koyomi Hidaka yang berusia tujuh tahun membuat keputusan penting untuk tinggal bersama ayahnya. Sebagai seorang peneliti di Institut Ilmu Pengetahuan Virtual Jepang, ayah Koyomi terlibat dalam penyelidikan fenomena dunia paralel. Melalui pekerjaan ayahnya, bocah laki-laki ini bertemu dengan Shiori Satou, putri seorang peneliti lain yang sudah bercerai. Setelah menjadi teman, keduanya menghabiskan sebagian besar masa kecil mereka bersama.
Seiring dengan semakin dekatnya hubungan Koyomi dan Shiori selama bertahun-tahun, keduanya berniat untuk menikah di masa depan. Namun, rencana mereka terhenti ketika orang tua mereka memutuskan untuk menikah satu sama lain. Sekarang ditakdirkan menjadi saudara tiri, kedua sahabat ini menolak untuk menerima kenyataan baru mereka. Dengan menggunakan penelitian orang tua mereka, Koyomi dan Shiori melarikan diri ke dunia paralel untuk memulai hidup baru bersama, hanya untuk menghadapi dampak yang akan membahayakan masa depan yang mereka perjuangkan.
