Câu chuyện diến ra vào năm 2045, khi AI đã tiến bộ và bất kỳ ai cũng có thể du hành vào không gian. Những đứa trẻ được sinh ra trên mặt trăng và những đứa trẻ đến từ Trái đất đang trong chuyến du hành vào vũ trụ và gặp nhau tại trạm vũ trụ do Nhật Bản xây dựng, "Anshin".
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 cốt truyện gốc của game, một idol ảo sử dụng những bài hát mà người dùng nhập vào đã có được nhận thức qua sự ảnh hưởng của cảm xúc và sự bất mãn với hiện thực của người dùng. Mong muốn cứu lấy loài người - cô tin rằng họ luôn đau khổ - cô sử dụng những bài hát để dụ mọi người vào thế giới ảo có tên là Mobius
Câu truyện kể về Aoba Watase, một cậu học sinh theo học tại một trường ở Tokyo và sống một cuộc sống bình thường. Vào buổi sáng hôm khai giảng sau kỳ nghỉ hè, cậu tới trường như thường lệ. Và cậu vô tình gặp Jyunjyou Dio Weinberg . Cuộc gặp này sẽ sớm làm thay đổi vận mệnh thế giới.
Usato Ken là một học sinh cấp ba bình thường theo tất cả các nghĩa: Điểm số bình thường, giấc mơ bình thường và có xu hướng ghét những người phi thường. Tuy nhiên, khi gặp hội trưởng và hội phó hội học sinh đều là cả hai người phi thường, cậu lập tức kết bạn với họ. Thế rồi bỗng nhiên, hai người bạn mới này bị triệu tập đến thế giới khác, và Ken tình cờ bị cuốn theo.