Makoto Mizuhara đang thực hiện thí nghiệm mới nhất của mình trong phòng thí nghiệm khoa học của trường, nhưng khi anh ta nghỉ giải lao, đối thủ trọn đời của anh ta, Katsuhiko Jinnai xuất hiện và cố gắng phá hủy thiết bị và làm mất uy tín của Makoto
Cốt truyện của Atom The Beginning diễn ra tại Nhật Bản sau một cuộc đại tai vạ. Trong thời điểm hoang tàn đó, có 2 thiên tài luôn mơ về tương lai, đó chính là Umatarou Tenma và Hiroshi Ochanomizu. Cả hai đã làm việc ngày đêm trong phòng nghiên cứu robot - Tenma tạo ra "thần" và Ochanomizu tạo ra "người bạn".
Trong tương lai xa, chiến tranh đã hủy diệt toàn bộ Trái đất, chỉ để lại một vùng đất hoang cằn cỗi, nơi nguồn cung cấp nước được kiểm soát bởi tên vua tham lam. Để tìm kiếm một hồ nước đã mất tích từ lâu, cảnh sát trưởng Rao đã nhờ đến sự giúp đỡ của vua quỷ
Vào năm 2043, Infinite Dendrogram – game thực tế ảo online thành công đầu tiên trên thế giới – đã được ra mắt. Bên cạnh khả năng mô phỏng 5 giác quan một cách hoàn hảo, cùng với những tính năng đặc sắc, game hứa hẹn sẽ mang lại cho người chơi một thế giới với những khả năng bất tận.
Vào năm 2100, một dự án khám phá sức mạnh mới của năng lượng. Amami Kurau là con gái của nhà khoa học chính của dự án, và vào ngày sinh nhật lần thứ 12 của cô, cô đi cùng cha cô đến phòng thí nghiệm để theo dõi các thí nghiệm. Sau đó, Kurau bị 2 luồng ánh sáng đánh trúng và sở hữu những khả năng phi thường.