Koyomi Takasakis Leben beginnt mit der Scheidung seiner Eltern; er entscheidet sich, bei seiner Mutter zu leben. Nach dem Tod seines Großvaters erlebt Koyomi mit sieben Jahren seine erste unfreiwillige Parallelverschiebung und gelangt vorübergehend in eine Welt, in der sein Großvater lebt, sein verstorbener Hund Yuno existiert und er sich für ein Leben beim Vater entschieden hatte. Dieses frühe Ereignis bildet die Grundlage für sein Verständnis der Multiversums-Mechanik.

Als Gymnasiast sieht er sich mit sozialer Isolation in einem leistungsorientierten Umfeld konfrontiert. Die Mitschülerin Kazune Takigawa spricht ihn an und behauptet, aus der 85. Parallelwelt zu stammen, wo sie ein Paar sind – ein Scherz, motiviert durch seine Weigerung, bei einer Schulveranstaltung zu sprechen. Obwohl Kazune seine romantischen Geständnisse wiederholt zurückweist, entwickelt sich durch gemeinsame Lernsitzungen eine Freundschaft. Diese Treffen schließen nach und nach andere Mitschüler ein und erleichtern seine soziale Integration.

Nach dem gemeinsamen Studienbeginn gehen sie eine Beziehung ein. Sie heiraten, bekommen einen Sohn namens Ryō und treten beide dem Imaginary Science Research Institute bei, wo sie zur Stabilisierung von Messgeräten für Parallelweltverschiebungen beitragen. Während eines Familienausflugs löst ein Angreifer Chaos auf einer Ausstellung aus. Während Koyomi Kazune und Ryō rettet, tritt eine optionale Verschiebung ein, die ihn gewaltsam in eine bestimmte Parallelwelt befördert. Dort ersetzt seine Kazune eine Version aus der 13. Parallelwelt, in der Ryō bei dem Angriff starb. Er unterstützt diese alternative Kazune in ihrer Trauer, bis sie in ihre ursprüngliche Welt zurückkehrt. Eine anschließende Identitätsdiffusion macht seine zurückgekehrte Frau „zahlenmäßig“ anders als die ursprüngliche, doch ihre Beziehung hält bis ins hohe Alter.

In seinen späteren Jahren initiiert eine alternative Kazune Takigawa aus einer Welt, in der sie nie heirateten, eine optionale Verschiebung. Sie bittet seine Frau, ihn zur Showa-dori-Kreuzung zu schicken, um ein Versprechen gegenüber Shiori Satō zu erfüllen – einer Frau, die in einer anderen Zeitlinie bedeutsam war. Dort trifft er auf eine geisterhafte Bewusstseinsform ("Imaginalität") der alten Shiori. Obwohl sie sich nicht erkennen, erfüllt ihn ihre Bestätigung, ein glückliches Leben geführt zu haben, mit Zufriedenheit. In Rückblick auf sein Leben und mit Dankbarkeit gegenüber seiner Frau erkennt er, dass er trotz der Komplexitäten von Parallelwelt-Beziehungen und Verlusten glücklich gelebt hat.