Ilmuwan gila yang memproklamirkan dirinya sendiri, Rintarou Okabe, menyewakan kamar di sebuah bangunan tua yang reyot di Akihabara, tempat ia memanjakan dirinya dalam hobinya menciptakan “gadget masa depan” yang prospektif dengan sesama anggota lab: Mayuri Shiina, teman masa kecilnya yang berkepala dingin, dan Hashida Itaru, seorang hacker sesat yang dijuluki “Daru.” Ketiganya menghabiskan waktu dengan mengutak-atik alat mereka yang paling menjanjikan, sebuah mesin yang dijuluki “Telepon Microwave”, yang melakukan fungsi aneh morphing pisang menjadi tumpukan gel hijau.
Meskipun dalam keajaiban itu sendiri, fenomena itu tidak memberikan sesuatu yang konkret dalam pencarian Okabe untuk terobosan ilmiah; yaitu, sampai anggota lab didorong untuk beraksi oleh serangkaian kejadian misterius sebelum tersandung pada kesuksesan yang tak terduga — Microwave Telepon dapat mengirim email ke masa lalu, mengubah aliran sejarah.
Diadaptasi dari novel visual yang diakui kritis oleh 5pb. dan Nitroplus, Steins; Gate membawa Okabe melalui kedalaman teori ilmiah dan kepraktisan. Terpaksa melintasi alur yang berbeda dari masa lalu dan sekarang, Okabe harus memikul beban yang datang dengan memegang kunci ke dunia waktu.
