"Fui a los laboratorios Magata." El profesor adjunto de la Universidad Nacional de Nagono, Souhei Saikawa, no puede ocultar su asombro al enterarse de que la hija de su mentor y ahora su propia alumna, Moe Nishinosono, ha tenido una entrevista con la prodigiosa programadora, la Dra. Shiki Magata. Al ver la reacción de Saikawa, Moe le hace una propuesta.

Durante la excursión del seminario, Saikawa, Moe y otros llegan a la isla Himaka, donde se encuentran los laboratorios Magata. Mientras los estudiantes disfrutan de la noche en el campamento, Moe y Saikawa visitan el laboratorio. El subdirector del lugar, Yamane, les informa que han perdido contacto con Shiki y, para verificar su seguridad, deciden abrir la puerta de su habitación.

Todos se estremecen al encontrar el cadáver de Shiki. Mientras intentan desentrañar lo sucedido, descubren que la habitación es un cuarto completamente cerrado, lo que intensifica aún más el misterio. En medio de esto, la llegada del director del laboratorio y tío de Shiki, Seiji Shindou, junto con su hermana menor, Miki, da un nuevo giro a la situación.

Tras el primer asesinato, el director y tío de Shiki, Shindou, también es asesinado, lo que provoca caos en el laboratorio. Para identificar al culpable de ambos crímenes, Saikawa y Moe comienzan a buscar en la habitación de Shiki. Lo que encuentran allí es un peculiar espacio para residir, un robot llamado Michiru, y un mensaje que dice "Todo se vuelve F".

Durante la investigación del caso del director Shindou, Saikawa y Moe, a través de una conversación con su esposa Yumiko, descubren detalles sobre el asesinato de los padres de Shiki hace quince años, así como la existencia de múltiples personalidades en ella. En el proceso, Moe se enfrenta a su propio pasado, relacionado con el accidente de sus padres.

A pesar de posponer la resolución de los dos casos y regresar al campamento, Saikawa y Moe no dejan de pensar en resolver los misterios. Deciden volver al laboratorio y revelar la verdad detrás de los incidentes. Al realizar una nueva investigación en la habitación de Shiki, descubren la presencia de un extraño patrón en código.

Saikawa interroga a Miki, la hermana menor de Shiki, y durante la conversación, explora un aspecto de la peculiar forma de pensar de Shiki desde su infancia. Mientras tanto, con la ayuda de Shimada, Moe prueba un dispositivo de realidad virtual que le permite ver todo lo que su cerebro imagina. En este mundo virtual, enfrenta su propio pasado y una misteriosa voz.

A través de su experiencia en el espacio virtual, Moe recuerda que Saikawa estuvo a su lado cuando sus padres fallecieron. Mientras tanto, Yamane y los demás reinician el sistema principal del laboratorio. Con el laboratorio sumido en la oscuridad por el corte de energía, Saikawa finalmente encuentra una pista crucial para resolver el caso.

A pesar de la restauración del sistema y la llegada de la policía, la investigación avanza lentamente. Gracias a la deducción de Saikawa y el apoyo de Moe, se acercan a la verdad. Finalmente, Saikawa encuentra la evidencia que desafía la teoría del cuarto cerrado de Shiki y se enfrenta al culpable.

La verdad detrás del incidente se revela: el asesino de Shiki fue otra "Shiki" que estaba en la habitación. Saikawa y Moe se enfrentan al culpable en el espacio virtual. Mientras desentrañan el truco detrás del incidente, descubren cómo vivió realmente la persona llamada Shiki Magata.

Ha pasado un tiempo desde el incidente en los laboratorios Magata, y todos retoman su vida cotidiana. Un día, mientras Saikawa está en la biblioteca, Shiki lo visita. Tras el encuentro, Saikawa queda desconcertado, pero logra recuperar su tranquilidad habitual durante una conversación a solas con Moe.