真是驚訝那麼多高贊影評中，竟然沒有幾個能把片中時空邏輯說清楚的。

首先，片中所呈現的時空事件順序是一條大循環主線，其大緻脈絡如下：

1，2007年次郎遇見了100多年後穿越過來的未來女孩，并在共同進食的餐廳中看到了被按頭噴酒的别桌慶生場景（這個很重要），然後就經曆了一個美妙的晚上，最後互相交換禮物便分開了。

2，2008年次郎為了日思夜想的女孩又在那個餐廳進食，結果卻遇到了65年後的自己所制造之機器人，并被其所救。這個機器人擁有慶生按頭噴酒技能，說明制造者即老次郎依舊記得那個遇見未來女孩的夜晚之所有事并将此植入程序中。

3，2009年東京大地震，機器人為救次郎被毀，幸虧記憶存儲部分無損從而讓次郎得以在61年後将其完美修複。

4，2133年次郎的機器人被外貌長得一模一樣的未來女孩拍得，并讀取了其所有記憶從而産生了要見年輕次郎的沖動，于是便有了開頭的那段2007年生日夜邂逅戲。未來女孩在臨别之際将拍賣會獲得的附屬品送給了次郎，而這恰恰就是最開始那時未來女孩送給次郎并一直被老次郎保留到去世時的那個紅色玩偶，這下直接閉環了。

5，未來女孩離開2007年時空後，又來到了2009年的東京大地震時空并找到了已經挖出機器人之次郎，就在未來女孩表示要與次郎共度餘生後全片就結束了。

接着要說的就是另一條支線時空事件順序：在2008年餐廳等待的次郎并沒有等來2007年遇見的那個神秘女孩，而是等來了一個緻其毀容的子彈，于是65年後他造了個機器人并讓其回到過去拯救年輕的自己。由于這個時空的次郎因為中彈而沒有經曆那次東京大地震，所以其未來的事件經曆與主線大循環是完全不一樣的。

最後可以發現不管時間線怎麼變，未來女孩回到2007年這個事件都非常重要，其既是所有時間線的因，同時也是主要時間線的果。