《穿越时空的少女》围绕着高中女生绀野真琴展开。真琴在一次意外中获得了穿越时空的能力，她起初只是用这个能力来解决一些生活中的小麻烦，比如避免迟到、追回掉落的物品等。在学校里，真琴和好友间宫千昭、坂口芳野一起度过着平凡又有趣的时光。千昭似乎察觉到了真琴的时空穿越能力，而真琴也在与千昭的相处中，内心产生了微妙的变化。随着故事发展，真琴逐渐意识到时空穿越并非毫无代价，每一次穿越都会对未来产生影响。当千昭要回到自己原本的时空时，真琴才明白自己对他的感情。最终，真琴学会了珍惜当下，不再随意使用穿越时空的能力，勇敢地面对生活。