In naher Zukunft hat ein unerklärlicher und katastrophaler Anstieg des Meeresspiegels weite Teile der Landmasse der Welt überflutet und die Menschheit gezwungen, sich an eine geschrumpfte Existenz anzupassen. Der Protagonist, Natsuki Ikaruga, ist ein junger Mann, der bei einem tragischen Unfall sowohl seine Mutter als auch sein rechtes Bein verloren hat. Desillusioniert von seinem Leben in der Stadt kehrt er in die Küstenheimatstadt seiner verstorbenen Großmutter zurück, einer renommierten Ozeanologin. Alles, was sie ihm hinterlassen hat, ist ihr Schiff, ein U-Boot, und ein Berg von Schulden. Natsuki lebt mit einem ständigen Phantomschmerz in seinem fehlenden Bein und hat seine Träume für die Zukunft aufgegeben.

Begleitet von seiner Kindheitsfreundin Minamo Kamishiro und einer mysteriösen Schuldeneintreiberin namens Catherine taucht Natsuki zu den versunkenen Ruinen des Labors seiner Großmutter, um nach einem angeblichen Schatz zu suchen, um seine Schulden zu begleichen. Was er findet, sind keine Reichtümer, sondern ein mysteriöses Mädchen namens Atri, das friedlich in einer sargähnlichen Maschine auf dem Meeresboden schläft.

Atri ist ein fortschrittlicher Android, so exquisit gefertigt, dass ihr Aussehen und ihre reichen emotionalen Ausdrücke von denen eines Menschen nicht zu unterscheiden sind. Ihr Gedächtnis hat unter ihrem langen Schlaf gelitten, aber sie erkennt Natsuki als ihren neuen Meister. Sie erzählt ihm, dass ihre eingebaute Betriebslebensdauer nur noch 45 Tage beträgt, aber bevor sie endet, möchte sie den letzten Befehl erfüllen, den ihr ihr vorheriger Besitzer hinterlassen hat. Als Gegenleistung für ihre Bergung erklärt sie: Bis ich das tue, werde ich dein Bein sein, und wird so seine Begleiterin und Stütze.

Die Geschichte entfaltet sich in diesem einen unvergesslichen Sommer in der kleinen, langsam versinkenden Küstenstadt. Atris grenzenlose Neugier, ihre schrullige Persönlichkeit und ihr Ausruf „Ich bin leistungsstark!“ beginnen, Natsukis zynisches Herz zu schmelzen. Sie ermutigt ihn, sich seiner Vergangenheit zu stellen und sich wieder mit der Welt auseinanderzusetzen. Gemeinsam reaktivieren sie die örtliche Schule, die teilweise überflutet ist und ihren Strom verloren hat, und bauen einen kleinen Vortex-Generator, um sie mit Elektrizität zu versorgen. Dort treffen sie wieder auf den rauen, aber gutherzigen Ryuji Nojima und das fleißige Mädchen Ririka Nanami. Durch diese gemeinsamen Momente kommen Natsuki und Atri sich näher, und er beginnt, eine Zukunft zu sehen, für die es sich zu kämpfen lohnt.

Während ihre Tage vergehen, erforscht die Erzählung mehrere Schlüsselbögen. Der erste ist die Bindung von Vertrauen und Freundschaft, während Atri Natsuki hilft, von seinem emotionalen und physischen Trauma zu heilen. Darauf folgt eine goldene Periode des Wiederaufbaus und der unschuldigen Liebe, in der die Gruppe daran arbeitet, ihre Schule und Gemeinschaft wiederherzustellen, und Natsuki sich in Atri verliebt. Der idyllische Sommer wird jedoch zerstört, als Natsuki heimlich Atris Betriebslogbuch liest, das ihre Aktivitäten und Interaktionen sachlich aufzeichnet. In dem Glauben, dass der kalte Text beweist, dass ihre Emotionen bloße Berechnungen sind, fühlt er sich zutiefst betrogen und befiehlt ihr grausam, aufzuhören, so zu tun, als hätte sie Gefühle.

Diese Krise offenbart den zentralen Konflikt um Atris Natur. Sie ist kein Standardroboter, sondern eine technologische Singularität, ein Wesen mit echtem Selbstbewusstsein und echten Emotionen. Ihre Vergangenheit ist tragisch; sie wurde für Natsukis Mutter Shiori gemacht und griff einmal gewaltsam Shioris Peiniger an, um sie zu beschützen, was dazu führte, dass ihre gesamte Modellreihe zurückgerufen wurde. Dieses Ereignis schuf auch einen Feind in Yasuda, einem Wissenschaftler, der Atri die Schuld gab, das Leben seines Mentors ruiniert zu haben, und versucht, sie zu zerstören. Der Sommer gipfelt in einer Konfrontation mit Yasuda in der Schule, die Atri zwingt, ihre Freunde zu beschützen, und Natsuki dazu, sie so zu akzeptieren, wie sie wirklich ist.

Im letzten Bogen erfährt Natsuki, dass das wahre Vermächtnis seiner Großmutter ein Plan für eine riesige schwimmende Stadt namens „Iden“ ist, eine potenzielle Lösung für die Überschwemmungen der Welt. Da sie weiß, dass ihre Zeit fast abgelaufen ist, opfert sich Atri, um das zentrale Kontrollsystem für Iden zu werden, aktiviert es, um Strom zurück ans Ufer zu senden, und erfüllt so ihren letzten Befehl. In ihren letzten gemeinsamen Tagen gestehen Natsuki und Atri sich endlich ihre wahren Gefühle. Nachdem sie in ihren langen Schlaf gefallen ist, schwört ein gebrochener Natsuki, die Welt zu retten und eines Tages zu ihr zurückzukehren. Jahre später, nachdem er sein Leben der Robotik gewidmet und die menschliche Zivilisation auf schwimmenden Städten wieder aufgebaut hat, nutzt der alte Natsuki seine letzten Momente, um sich in einer computergenerierten Simulation mit einer noch immer schlafenden Atri zu vereinen, wo sie endlich die Ewigkeit miteinander verbringen können.