在不久的将来，由于不明原因的海平面上升，大部分地表被海水淹没。少年斑鸠夏生在幼年的事故中失去了一条腿，对城市生活感到厌倦，便搬到海边的乡村小镇生活。他无依无靠，唯一的遗产是身为海洋地质学家的祖母留下的一艘船和一艘潜水艇，以及一身债务。为了找回“失去的未来”，夏生潜入了祖母遗产所在的海底仓库。在那里，他发现了一个棺材般的装置，里面沉睡着一个神秘的少女——亚托莉。她是一个极其精巧且情感丰富的机器人。被从海底打捞上来的亚托莉说：“我想完成主人留下的最后命令。在此之前，我会成为夏生先生的双腿！”在逐渐沉入海中的宁静小镇里，少年与机器人少女之间，无法忘怀的夏天由此展开。