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 riceve un messaggio minaccioso e Suzuha, non riuscendo a trovare il padre, torna a casa senza neanche salutare.

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