努力するだけ無駄、未来なんて変えられない、惰性を絵に描いたような大学3年生、星野新太（岡田将生）は、就職活動の時期にも関わらず、毎日を何となく過ごしていた。
ある日、同級生の森口類（本郷奏多）が新太のところへ就職セミナーの資料を持ってくるが、関心のない様子。そこへ新太を慕う後輩の高坂王子（菊池風磨）がやってきて3人で話していると、類が新太の携帯に飲み物をこぼしてしまった。壊してしまった類は、2台持っていたクロノス限定のスマートフォンを代わりにと新太へ渡す。ずっとこのスマートフォンがほしかった新太は嬉しそうな様子。自宅に戻った新太は何気なく日記アプリをインストールし、「将来なんて考えたくない」と書き込む。
翌朝、新太に不思議なことが起きる。書いてもない日記が次々に更新されていくのだ。しかも更新される日記は「過去」を描いたものでなく「未来」を描いたもの。新太が類から手渡されたスマートフォンは『未来日記』だったのだ。未来を手にした新太は意気揚々。
そんな時、新太の前に謎めいた美少女・古崎由乃（剛力彩芽）が現れた。由乃は新太と同じく『未来日記』の所有者で、新太を盲目的に愛し、新太の行くところには必ず現れ、新太のことは何でも知っていた。この一方的に想いをよせる由乃の奇抜な行動に戸惑う新太。さらに新太に衝撃が走る。なんと未来日記に「星野新太、死亡＝DEAD END」と表示される。新太は「未来日記」を所持する者同士、最後のひとりだけが生き残ることのできるサバイバルゲームに強制参加させられたのだった。