Tokyo Magnitude 8.0 sitúa a Mirai Onozawa, una estudiante de secundaria abrumada por los problemas familiares y una rabia que apenas consigue contener, en el centro de un desastre que pone a prueba todos los frágiles vínculos que la rodean. Durante las vacaciones de verano, lleva a regañadientes a su hermano menor, Yuuki, a Odaiba para una exposición de robots que él llevaba mucho tiempo deseando ver. Mientras están allí, un terremoto de magnitud 8,0 sacude Tokio y la región circundante de Kantō, y convierte las calles conocidas, las líneas de transporte y los distritos portuarios en un paisaje de ruinas.
Aislados de su hogar y separados de la vida que conocían, Mirai y Yuuki se ven obligados a depender de Mari Kusakabe, una motociclista y madre soltera que decide guiarlos a través de la ciudad devastada. Juntos, los tres atraviesan la capital arrasada mientras intentan llegar hasta sus familias y lidian con el miedo, el agotamiento y la incertidumbre que deja tras de sí una catástrofe de esta magnitud. Tokyo Magnitude 8.0 aborda el desastre desde la supervivencia humana íntima, más que desde el espectáculo, y se centra en el duelo, la resiliencia y la esperanza incierta que impulsa a sus personajes a seguir adelante.