Koyomi et Shiori se rencontrent à l’institut de recherche en sciences spéculatives, où travaillent leurs parents. Quand ces derniers leur apprennent qu’ils veulent se marier, ils se rendent dans un monde parallèle pour échapper à cette réalité. Mais les conséquences de ce transfert leur échappent rapidement…

Arrivé à un âge avancé, Koyomi reçoit sur son terminal un rappel pour un rendez-vous au carrefour de l’avenue Showa. Il y rencontre le fantôme d’une jeune fille. Aurait-il fait un transfert temporel ? Un voyage à travers le temps et les mondes parallèles débute alors pour percer les mystères de son existence et de sa relation avec celle qui partage sa vie.

À la suite d'une vague incessante de guerres et d'une croissance démesurée de la pollution, d'énormes monstres font leur apparition. Heureusement pour l'humanité, l'EDF (Earth Defense Force), veille et emploie des unités mutantes pour combattre la nouvelle menace. Lorsque les différentes créatures gigantesques se mettent à attaquer simultanément les diverses capitales de la planète, l'EDF se retrouve soudainement impuissante face à l'énorme invasion.