„Atri: My Dear Moments” opowiada o przyszłości, gdzie niewyjaśnione podniesienie poziomu morza pochłonęło większość ludzkiej cywilizacji. Ikaruga Natsuki, chłopiec pokonany przez surowe życie w wielkim mieście i utratę matki i nogi, powraca do domu na wsi, połkniętego przez falowanie morza. Jedyną nadzieją na odzyskanie straconych marzeń są podwodne ruiny laboratorium jego babci, które tajemnicza pobieraczka długów, Catherine, namawia go do zbadania. Zamiast oczekiwanych skarbów, odnajdują tam tajemniczą dziewczynę, Atri. Atri jest robotem, ale jej wygląd i bogactwo emocji mogą zwieść każdego. Wdzięczna za uratowanie, Atri składa Natsukiemu deklarację, że zostanie jego „nogą”. I tak w małym miasteczku, powoli pochłanianym przez ocean, dla chłopca i tajemniczej dziewczyny-robota rozpoczyna się niezapomniane lato…