A una conferenza sui viaggi temporali, Okabe conosce una donna misteriosa che sostiene di averlo incontrato 15 minuti prima e che muore accoltellata.

Okabe riceve la visita di un autoproclamato viaggiatore del tempo e conduce con successo il primo esperimento di viaggio temporale con il microonde e una banana.

Okabe si accorge che il suo microonde è in grado di inviare messaggi nel passato e scopre un segreto scioccante quando finisce nella rete SERN.

John Titor racconta a Okabe che non è in grado di decodificare i file SERN senza un computer IBN 5100, raro modello difficile da reperire.

Okabe scopre i macabri dettagli degli esperimenti sui viaggi nel tempo del SERN, mentre Suzuha lo mette in guardia da Kurisu.

Okabe prova a inviare dei messaggi, chiamati "D-Mail", nel passato e cerca di impedire a Moeka di comprendere la natura del suo lavoro ma invano.

Okabe altera il tempo con una D-Mail e Titor ritiene che possa perfino salvare il mondo dal suo futuro distopico.

Okabe prosegue gli esperimenti con le D-Mail, creando cambiamenti sul pianeta che solo lui riesce a ricordare e provando perfino a far rinascere Ruka come donna.

Un cambio di mondo porta alla scomparsa del computer IBN 5100, mentre un altro modifica le proprietà fisiche della città.

Okabe scopre un apparecchio televisivo che riesce a inviare D-Mail e Kurisu pensa possa essere usato per far viaggiare le emozioni nel tempo.

Kurisu completa la nuova macchina del tempo, mentre Suzuha teme di essere destinata a diventare una spia per il SERN.

Okabe usa la macchina del tempo per provare a evitare l'omicidio di Mayuri ma capisce, fin da subito, che la missione è più difficile del previsto.

Mentre Okabe è sconvolto per non essere riuscito a salvare Mayuri, Kurisu cerca di convincerlo che era un'impresa impossibile e Suzuha fa una rivelazione sorprendente.

Suzuha rivela come il piano di SERN porterà al regime totalitario entro il 2036, mentre Okabe e il resto del team si mettono alla ricerca del padre della ragazza.

Okabe rintraccia il padre di Suzuha, ma il tentativo di farli riunire si trasforma in una tragedia a cui cerca di porre rimedio ricorrendo alla macchina del tempo.

Mayuri è ancora destinata a morire e assieme a Kurisu, Okabe cerca di invertire gli effetti delle D-Mail che hanno modificato irreversibilmente il tempo.

Okabe cerca di convincere Ruka delle sue origini maschili e che solo annullando le D-Mail di tale trasformazione è possibile salvare Mayuri.

Quando Okabe scopre che Moeka si è uccisa, cerca di cancellare il suicidio con le D-Mail, ferendo i sentimenti della ragazza.

Okabe localizza l'IBN 5100 scomparso, scopre l'identità del misterioso "FB" e comprende che riprendere il computer significa perdere Kurisu.

Okabe spera di mantenere in vita Kurisu senza accedere all'IBN 5100 ma ben presto si accorge che o lei o Mayuri devono morire nella linea dell'universo beta.

Kurisu convince Okabe a sacrificarla e a lasciar vivere Mayuri. Mentre sta distruggendo il microonde, Okabe riceve un messaggio importante da Suzuha.

Okabe e Suzuha tornano indietro nel tempo prima della morte di Kurisu e assistono alla corsa agli armamenti e alla scintilla che ha scatenato la Terza guerra mondiale.

Okabe si sacrifica nel tentativo di ripristinare le linee temporali e salvare la vita dei suoi compagni.