1975年,逆鱗樂隊在錄制最后一張專輯《魚的故事》時陷入創作困境,主唱五郎(高良健吾飾)與團長繁樹(伊藤淳史飾)在錄音室反復打磨旋律,最終將未完成的母帶封存。1982年寒冬深夜,膽怯的大學生雅史(濱田岳飾)在出租車上偶然聽到非法翻錄的《魚的故事》,歌聲中竟出現與后座神秘老人相同的旋律,這段經歷徹底重塑了他對生命的認知。2009年臺風夜,輪渡劫持事件中少女麻美(多部未華子飾)發現綁匪竟是童年偶遇的鋼琴天才,當正義使者(森山未來飾)以音樂化解對峙時,《魚的故事》的旋律突然在海面回響。2012年世界末日倒計時中,已成為科學家的雅史在廢棄錄音室發現1975年母帶,同步收到麻美從劫持事件中搶救出的樂譜殘片,在最終時刻兩者拼合完整的《魚的故事》從全球音響系統共振而出,電磁脈沖奇跡般重組了失控的衛星群。四個時空因未完成的旋律產生量子糾纏,大森南朋飾演的黑膠唱片店主正是貫穿始終的觀察者。