В полнометражной версии аниме «Врата Штейна» сюжет разворачивается спустя год после событий сериала. Ринтаро Окабэ, главный герой, страдает от болезненных воспоминаний и зацикливается на созданных им временных линиях. Он постоянно пытается понять, где совершил ошибку и что сделал неправильно, но это только уводит его от реальности.

В это время Курису Макисэ возвращается в Японию после года отсутствия. Она ощущает постоянное чувство дежавю, которое подсказывает ей, что её любимый человек действительно существовал. Этот феномен не дает ей покоя, и она решает найти способ вернуть Окабэ обратно.

Вопрос в том, сможет ли Макисэ достичь своей цели и не приведет ли это к еще большему парадоксу. В фильме «Врата Штейна» мы узнаем, какие испытания и приключения ждут героев, и сможет ли они преодолеть свои внутренние демоны, чтобы вернуться к реальности.