Poświęcając nadzieję na ratunek ukochanej Kurisu Makise, Rintarou Okabe porzuca swoją ekscentryczną osobowość „szalonego naukowca”, pogrążając się w apatii i depresji. Akcja „Steins;Gate 0” toczy się w alternatywnej linii czasowej, ukazując ponure i mroczne realia świata zbliżającego się ku katastrofie. Zaangażowany w zaawansowane badania nad sztuczną inteligencją oraz przenoszeniem świadomości człowieka, Okabe musi ponownie stawić czoła dramatycznym konsekwencjom manipulacji czasem oraz walczyć z własnym poczuciem winy i bezsilności. Otoczony dawnymi przyjaciółmi oraz nowymi sprzymierzeńcami, próbuje odnaleźć sens swojej egzystencji i zapobiec tragicznemu scenariuszowi przyszłości. Seria posiada cięższą i dojrzalszą atmosferę, eksplorując głębie ludzkich emocji, odpowiedzialności oraz psychicznej wytrzymałości głównego bohatera.