圍繞好幾個世界線無限彷徨。在其嚴酷的旅程中，岡部終於放棄了把紅莉栖從死亡的命運中救出。然後，再次開始上大學的他，埋沒在平凡的日常中。儘管如此內心的傷依然無法治癒，於是岡部堅持去心理診所，而穿上白袍的「鳳凰院兇真」的面孔也在不知不覺中被封印。

岡部出席了維克多·孔多利亞大學的亞歷西斯教授主講的研討會。在那裡所展開的理論為「將人的記憶數據化保存起來」，那是紅莉栖曾經提出的東西。然後，場內進行著將人的記憶、感情、內心為基礎所構築的人工智慧「Amadous」的示範。

岡部測試著以紅莉栖死前8個月前的記憶為基礎的人工智慧「Amadous」。由於「Amadous」顯示的是紅莉栖，所以岡部陷入了宛如紅莉栖回來了的錯覺。此時，在真由理的提議下，決定舉辦連她的Cosplay朋友也來參加的聖誕聚會。

在接觸「Amadeus紅莉栖」的時候，岡部開始有宛如真的紅莉栖在身邊的錯覺。對此看不下去的真帆把無情的事實說了出來，「這是Amadeus。不是牧瀨紅莉栖」。那個瞬間，岡部陷入了世界扭曲的感覺之中。他已經許久未感受到那個世界線變動的感覺「探知之眼」了。

岡部開始尋找和鈴羽一起從未來過來的椎名篝。在桶子的協助下一個找人專家來了，她就是幾次在別的世界線殺害真由理的「巡行者」成員桐生萌郁。這個時候，岡部對眼前再次出現的萌郁抱有強烈的不安和懸念。

琉華子帶著一位失憶的少女來到了未來道具研究所。看到她的樣子的鈴羽確信她就是失蹤了十二年的椎名篝。因為這位少女拿著椎名篝非常珍惜的那個「烏帕」玩偶，說是媽媽給的護身符。然而這位少女什麼也記不起來，她失蹤的十二年發生的事情依然是個謎。

本來無法連接的Amadeus紅莉栖那裡傳來求救的聲音。緊接著，岡部察覺到世界線的變動。回過神來，手中緊握的手機中Amadeus的App消失了。在岡部面前出現的則是和以前一模一樣的紅莉栖。那裡是紅莉栖存活了的「α世界線」。

在「α世界線」岡部與紅莉栖重逢，並在那短暫的時間幽會之後，岡部在醫院病床上醒來，再次回到了「β世界線」。本來以為全部事情都恢復到原來那樣，然而在岡部睡著的時間裡，Amadeus的劫持仍在進行。他們的周圍又發生了一些令人不安的事情。

真帆很羨慕並憧憬著擁有清晰頭腦的學妹紅莉栖，同時，真帆也為無法追上紅莉栖所擁有的才能而多少感到些自卑。有著這種感覺的真帆那裡保留著紅莉栖的遺物，那正是是她生前用來記錄她想法的筆記型電腦。

原來真帆所說的拜託破解紅莉栖的筆記本的「專家」就是橋田至，為了讓真帆不再深入這些事情，岡部下定決心向她全盤托出了時間機器的真相。但是此時，不安的陰影再次悄悄接近。

自從「巡行者」襲擊以來，椎名篝的身邊並沒有發生什麼異常，但是她的記憶也依舊沒有回來。這時她聽見真由理隨口哼的一首歌，隨即她突然失去了意識。

想起以前的記憶，就好像回到了兒童時期一樣。把真由理叫做「媽媽」撒嬌。然而，在來到這個時代之後，自從和鈴羽走散到現在為止的記憶還沒有回來。對於重要的部分是空白的情況，岡部感到了漠然的不安。

到現在為止，距離篝失蹤已經過去好幾個月了，在此期間，岡部他們使用了各式各樣的手段，但都無法尋到篝的行蹤。此時，鈴羽和桶子為了修復曾經被岡部破壞的時間機器，向真帆請求協助。

將來，在桶子與由季之間誕生的命運的鈴羽。然而，現在的「雙親」的關係沒有進展，最近沒有什麼聯繫的樣子。面對父親過於消極的姿態而急不可耐的鈴羽，雖然擔心一件事……

以被萊斯基寧教授邀請進入研究所作為契機，岡部開始以留學為目標，每天勤勉地學習著。但是，真由理意識到岡部有什麼隱藏的想法，為了不把它表現出來而拚命地忍受著。另一方面，桶子與真帆合作，嘗試將被廢棄的電話微波爐（暫定）再現出來。

時光機器留下的燃料只剩下一點點。再過一段時間的話，會因為燃料不足而無法到達紅莉栖在離開這個世界的那天。就在鈴羽對過去進行著出發的準備的同時，另一方面真有理也堅定了自己的決心。

因為企圖強奪時間機器的特種部隊的槍擊而倒下的真由理。此處，身穿車手套裝的篝出現了。看見了真由理流血倒下的模樣的篝，向著全副武裝的特種部隊襲來。

隨著大國的特種部隊，秋葉原的大樓化作了戰場，並乘坐著真由理和鈴羽的時間機器爆炸，兩個人的生死不明。為了迴避這一悲劇的結局，岡部堅定決意完成真帆和桶子正在製作中的時間跳躍機器。

本該時間跳躍至7月7日的岡部。然而睜開眼醒來後的是一個陌生的設施的房間。忍耐著遊走在身體中的激痛而環視四周的他，對自己所處的狀況感到愕然。在那處是……

再次下定決心要尋找命運石之門的岡部。但是，如果要使用時間跳躍機器從2036年回2011，必須得經歷至少3000次時間跳躍。肩負這龐大到無法預計的精神壓力，岡部決意踏上了回到過去的漫長旅途。

出現的攻擊直升機，不是萊斯基寧他們美國的，而是俄羅斯的。無論嘗試多少次，時間機器的破壞也是不能迴避的嗎？等待著沒有放棄並思考方法的岡部他們的是，一個痛苦的決斷。

通過向過去發送「D-RINE」，「Amadeus紅莉栖」的存在消失了。因此，俄羅斯在時間機器爭奪戰的介入的餘地也沒有了。之後，如何渡過與萊斯基寧的對決呢——通往「命運石之門」的最後戰爭終於要開始了。