Yukiteru Amano (天野雪輝) je čtrnáctiletý, plachý a snivý samotář, který pozoruje život a zaznamenává si události do mobilního telefonu. Jeho jedinými přáteli jsou Deus Ex Machina (デウス・エクス・マキナ), bůh prostoru a času, a jeho asistent Muru Muru (ムルムル). Deus promění Jukiterův telefon v Deník budoucnosti, který dokáže předpovědět budoucnost až na devadesát dní. Yukiteru zjistí, že on a dalších jedenáct lidí jsou součástí hry o přežití, kterou organizuje Deus. Cílem této hry je zlikvidovat ostatní držitele deníku, vítěz nahradit Deuse jako boha a zabránit Apokalypse. Yukiteru se ocitá pod ochranou Yuno Gasai (我妻由乃), okouzlující, ale psychopatické spolužačky, která ho obsedantně pronásleduje poté, co si před rokem slíbili, že spolu půjdou pozorovat hvězdy.
Dva hlavní hráči, se kterými se setkávají, jsou teroristka Minene Uryu, která chce zničit veškeré náboženství poté, co její rodiče zemřeli ve válce vyvolané vírou, a Keigo Kurusu, policista, který chce hru ukončit. Později Kurusu zradí Yukiteru a Yuno, když zjistí, že jeho syn upoutaný na lůžko trpí smrtelnou nemocí. Zavraždí držitele deníku Karyuudo Tsukishimu a hodí to na Yukiterua a Yuno. Minene se obrátí na detektiva Masumiho Nišidžimu a odhalí Kurusuův zločin. Kurusu se ve své hanbě sám vyřadí ze hry.
John Bacchus, starosta města a tvůrce Deníků budoucnosti, se snaží zmanipulovat Yukiteruova zadluženého otce Kuroua, aby ukradl deník jeho syna. Kurou neuspěje, neúmyslně zavraždí svou bývalou ženu Reu a poté je zavražděn Bacchusovými muži. Yukiteru přísahá, že ve hře zvítězí a vzkřísí své rodiče. Spolu s Yuno se zaměří na zbývající držitele deníku, Minene, Bacchuse a Kamado Ueshitu, který vede sirotčinec. Mezitím Yukiteruův bystrý přítel Aru Akise a Nišidžima vyšetřují nález tří mrtvol v domě Yuno, z nichž dvě jsou její rodiče a třetí je identifikována jako Yuno Gasai, což zpochybňuje její identitu.
Kamadův deník, který může ostatním dávat náhradní deníky, je napojen na superpočítač a dává všem ve městě Deníky budoucnosti jako součást Bacchova plánu pomoci lidstvu ve vývoji. Yukiteru a Yuno, Minene, Nishijima a Yukiteruovi přátelé vtrhnou do Bacchova sídla. Ten se zapečetí v bankovním trezoru, který patří Yunoiným rodičům, a jediným způsobem, jak se do něj dostat, jsou její otisky prstů. Minene se obětuje, aby trezor zničila, ale nepodaří se jí to, jen aby byl Aru svědkem toho, jak se Yuno do trezoru dostane a Bacchuse zabije. Aru chce odpovědi a konfrontuje se s Deusem, který odhalí, že chlapec je umělý člověk určený k pozorování hry a udržování její rovnováhy, ale potvrdí, že kolem Yuno existuje spiknutí.
Yukiteru zavraždí své přátele a poté i Kamada. Aru bojuje s Yuno, zničí její deník, ale zjistí, že má náhradní. Když si Aru uvědomí pravdu, ukáže Yukiteruovi text, než mu Yuno usekne hlavu. Jak se blíží dny do apokalypsy, Yukiteru a Yuno dokončí svůj vztah. Yukiteru však odhalí Aruovu domněnku, že Yuno pochází z jiné časové linie, a ta se proti němu okamžitě obrátí. Muru Muru, skutečný strůjce průběhu hry, Aruovu teorii potvrdí. Yukiteru zemřel a Yuno vyhrála hru v jiné časové linii, ale zjistila, že ani moc boha nedokáže oživit mrtvé. Ve svém zármutku se Yuno vrátila v čase, vytvořila alternativní časovou linii, zavraždila a nahradila své druhé já.
Yuno a Muru Muru se znovu vracejí v čase a vytvářejí třetí svět, pronásledováni Yukiteruem a Minene, kterou Deus udržuje naživu jako divokou kartu a propůjčuje jí část své moci. Obě strany bojují o ochranu nebo zabití Yuno a jejích rodičů ve třetím světě. Yuno, která nedokáže Yukiterua zabít, ho uvězní ve snovém světě, kde neexistuje, a pak zaútočí na své alternativní já. Yukiteru si vzpomene na Yuno, unikne ze svého vězení s pomocí Muru Muru z druhého světa a zastaví Yuno. Ačkoli Yukiteru žádá Yuno, aby ho zabila a ona mohla žít, ona se místo toho zlikviduje a zemře mu v náručí. Yukiteru se stává bohem a je Muru Muruem odvlečen do druhého světa.
O deset tisíc let později truchlící Yukiteru se svými božskými schopnostmi nic neudělal. Podařilo se mu přerušit všechny vlivy, které měly první a druhý svět s třetím, a zabrání deus třetího světa zemřít. Yukiteru se dívá do svého deníku a truchlí, že už nikdy neuvidí Yuno z prvního světa, jedinou, kterou kdy miloval. Interdimenzionální stěny jsou však prolomeny Yuno z třetího světa, která má vzpomínky prvního světa díky usmiřujícímu Muru Muru. Yukiteru a Yuno se znovu setkávají jako bohové druhého světa a věční milenci.