Yukiteru Amano é um estudante do ensino médio tímido que regularmente registra o que faz em sua vida diária escrevendo todas as suas atividades em seu celular – um diário digital. Apesar de não ter amigos na escola, Yukiteru é frequentemente visto conversando com seus supostos amigos imaginários Deus Ex Machina, o deus do tempo e do espaço; e a serva de Deus, Mur Mur.
Um dia, Yukiteru acorda e descobre que certos eventos do seu dia estão sendo exibidos antecipadamente em seu celular. Embora inicialmente descartando isso como uma coincidência, ele lentamente percebe que os incidentes escritos em seu celular realmente acontecem num futuro próximo. Depois de passar o dia se beneficiando desse novo recurso, Yukiteru descobre que sua colega de classe, Yuno Gasai, possui um diário semelhante.
À medida que os dois se unem para derrotar um perseguidor estranho e voltar para suas casas respectivas, Deus Ex Machina explica que eles – juntamente com outros 10 concorrentes – foram envolvidos em um jogo de sobrevivência, cujo vencedor se tornará o sucessor do deus. Sem outras opções, Yukiteru e Yuno devem usar seus celulares – agora chamados de “Diários do Futuro” – para sobreviver a essa batalha real impiedosa.
