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".
Cốt truyện sẽ đưa khán giả đến năm 2138 trong tương lai, khi khoa học công nghệ phát triển vượt bậc và ngành game thực tế ảo đang nở rộ hơn bao giờ hết. Yggdrasil, một game online vô cùng phổ biến thời gian đó bỗng dưng bị đóng cửa đột ngột, nhưng nhân vật chính Momonga lại quyết định không thoát ra ngoài và khám phá những điều bí ẩn khi thế giới ảo quanh mình ngày một thay đổi.
Công việc đang chậm lại đối với Công ty Thám tử Ootsuji. Sotaro và đồng đội trẻ tuổi của anh, Saki, sẵn lòng nhận bất kỳ công việc nào xuất hiện, ngay cả những công việc mạo hiểm hơn giá trị thực sự.
Bộ anime sẽ dựa trên câu chuyện từ Soukou Musume Mizel Rem Crisis, phiên bản làm lại của tựa game được nhượng quyền ra mắt vào ngày 21 tháng 5.
Dựa theo tựa game cùng tên. Câu chuyện lấy bối cảnh vào năm 2115 khi mà Nhật Bản bị chia cắt thành 2 thế giới song song với nhau. “Ranh giới vô pháp S” và “Khu hành chính Tây phương số 17″. Cả 2 phe đấu tranh cả ngày lẫn đêm để giành được vị trí “Duy nhất” trong tương lai và cho chính sự tồn tại của họ.