主角有马拓也为一个无所事事的高中生，他父亲是历史学家，却在研究时失踪，留下他与继母两人相依为命。暑假时主角收到父亲寄来的包裹，里面有一个罗盘和三颗水晶珠，以及一封写着「时间是可逆的，历史是不可逆的」云云以及一些关于平行世界概念的信，并交待主角晚上去当地有名的地标剑之岬去见一个人。拓也晚上如约来到剑之岬，发现自己的继母亚由美和父亲研究夥伴龙藏寺幸三都在场。原本和蔼的龙藏寺突然翻脸要有马把收到的邮包交出来，并拔出枪来威胁他，千钧一发之际，一道闪电落下劈在了神社的御神石上，拓也就此晕去。等拓也甦醒过来周围已经旁无一人，回家睡了一觉后才发现不对劲。继母和龙藏寺完全不记得昨晚发生的事情，此时他才发现原来父亲寄给他的遗物是可以让人在平行世界自由穿梭的神奇道具，于是他为了找到父亲真正的下落展开了一系列调查。

《在世界尽头咏唱恋曲的少女YU-NO》是一部充满奇幻与科幻元素的动漫，讲述了主人公东雲优乃在探索多个平行世界的冒险故事。优乃的父亲东雲博士在一次调查平行世界的实验中神秘失踪，留下了一枚奇怪的石头以及一封信给了优乃。在调查父亲失踪的过程中，优乃逐渐发现了父亲调查的秘密，并踏上了一段充满危险和冒险的旅程。

故事一开始，优乃接到了父亲的来信，得知了父亲的失踪以及留下的石头。在调查石头的过程中，她遇到了一位名叫克劳迪娅的女孩，她似乎也与优乃的父亲有着一些关联。克劳迪娅告诉了优乃关于平行世界的秘密，以及如何使用石头进入不同的世界。

在接下来的冒险中，优乃逐渐了解到了父亲所做的调查涉及到了时间旅行、平行世界以及神秘力量的存在。她结识了许多在不同世界中的伙伴，一起对抗那些企图利用时间与空间的力量来达成不可告人目的的敌人。

然而，随着她的调查深入，优乃也逐渐发现了父亲过去的秘密，以及一些关于自己身世的真相。她不仅要面对来自平行世界的危险，还要面对内心的挣扎和成长。

在穿梭于各个平行世界的过程中，优乃不断成长，学会了勇敢、坚强和成熟。最终，她成功解开了父亲失踪背后的谜团，并且用自己的力量保护了多个世界的和平与安宁。

《在世界尽头咏唱恋曲的少女YU-NO》通过扣人心弦的剧情、丰富的奇幻世界以及深刻的人物情感，吸引了众多观众，并成为了备受瞩目的动漫作品之一。