Mirai Nikki sigue a Yukiteru Amano, un estudiante de secundaria tímido que lleva un registro de su día anotando sus actividades en el teléfono, como si fuera un diario digital. Aunque no tiene amigos en la escuela, a menudo se le ve hablando con dos figuras que cree imaginarias: Deus Ex Machina, el dios del tiempo y el espacio, y Mur Mur, la sirvienta de Deus.
Un día, Yukiteru despierta y descubre que su teléfono móvil predice acontecimientos antes de que ocurran. Al principio, descarta los extraños mensajes como una coincidencia, pero pronto se da cuenta de que los incidentes que aparecen escritos en su teléfono se están cumpliendo en un futuro inmediato. Después de pasar el día sacando partido de esta ventaja inesperada, averigua que su compañera de clase Yuno Gasai posee un diario similar al suyo.
Tras unirse para derrotar a un extraño perseguidor y regresar cada uno a su casa, Deus Ex Machina les revela la verdad: ellos, junto con otros 10 participantes, han sido arrastrados a un juego de supervivencia cuyo ganador se convertirá en el sucesor de la deidad. Sin otra opción, Yukiteru y Yuno deben confiar en sus teléfonos móviles, ahora llamados “Future Diaries”, para sobrevivir a esta implacable batalla real.