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La storia di Steins;Gate Zero si svolge a partire dal novembre 2010 nella Linea di Universo Beta, fuori dallo Steins Gate. In essa troviamo un Rintarou Okabe che non è riuscito a salvare Kurisu Makise, finendo invece per ucciderla. Colto dalla disperazione, Rintarou smette di comportarsi come "Kyouma Houoin" e continua ad essere tormentato dai flashback della morte di Kurisu e dagli incidenti delle varie Linee di Universo Alpha. I Membri del Laboratorio sono preoccupati per lui e, sotto consiglio di Mayuri, comincia un trattamento presso una clinica della salute. La sua vita torna ad essere stravolta quando, mentre stava aiutando ad un seminario universitario, incontra il professore e supervisore della ricerca di Kurisu, Alexis Leskinen, e la sua assistente, Maho Hiyajou.