時折、短時間の記憶を喪失することがあった少年エヴァンは、医師の勧めで治療の一環として日記を書き始める。大学生になり、記憶喪失の症状が丸７年起こらなかったことに喜び、日記を読み返すと、その日記に書かれている過去の時点に戻れる能力がある事に気づく。自分のせいで幼馴染のケイリーの人生を狂わせてしまった事を知ったエヴァンは、過去に戻り運命を変える事を決意する。

1969年、ニューヨーク上空に珍しいオーロラが出現した日、消防士フランクは救助を終え、妻ジュリアと6歳の息子ジョンの待つ家へと戻ってきた。親子3人の生活は幸福な輝きで満たされていた。ちょうどその日のオーロラのように。だが、その2日後、フランクは殉職する。息子ジョンは深い哀しみに暮れる。それから30年。再びニューヨークにオーロラが出現した日、ジョンはふと父が愛用していた無線機を見つける。そしてそこから男の声が聞こえてくる……。まるでそれは父と話しているようだった。

海辺の別荘に2年前に投函された手紙が届く。手紙のやり取りを始めると、男は時間軸が違うと気づく。そして未来では男が死んでしまい、女はそれを回避するために行動する。男の死は免れ、2人は出会うことができた。

ダニーは兄のウォルターにかまってほしいためにボールを投げてふざけていると手もとが狂いボールがウォルターの顔に当たってしまう。怒ったウォルターはダニーを地下室に閉じ込めてしまうが、ダニーはそこで「ザスーラ」というボード・ゲームを見つける。

建築士のマイケルは、大切な家族を幸せにしたいと思うあまり、仕事に追われ家族との時間さえも持てない忙しない日々を送っていた。そんなある日、彼は人生さえも早送りや巻き戻しできる不思議なリモコンを手に入れるのだった。

第二次世界大戦中の1943年、フィラデルフィア港でアメリカ海軍によるある極秘実験が行われようとしていた。“フィラデルフィア計画”と呼ばれるその実験は、敵のレーダーから消え、味方の船を探知されないようにするというものであった。その実行役となった水兵のデビッドとジムが実験機械のスイッチを入れた途端、実験の舞台である駆逐艦エルドリッジはレーダーのみならず、実際に海上からも姿を消してしまった。艦はしばらくして再び出現したが、艦内では乗組員が大火傷を負ったり、艦の壁や甲板に身体がめりこんだりしており、デビッドとジムは姿を消してしまっていた。

タイムマシンの開発によって時間犯罪が多発。そこで時空間の管理を行なう警察組織が創設された。2004年、その任務にあたっていた捜査官のウォーカーはある事件の黒幕が次期大統領候補でもあるマコームであることに気づく。1994年に赴き、その調査を行なうウォーカーだったが、それは彼の妻が死亡した年でもあった。