《平行世界·爱情故事》改编自东野圭吾同名小说，讲述脑科学研究员敦贺崇史与挚友智彦长达十余年的深厚友情。当智彦将新女友麻由子介绍给崇史时，崇史赫然发现，她竟是自己曾一见钟情却失之交臂的女子。爱恨交织之下，崇史被嫉妒与自责折磨得濒临崩溃。

影片以脑科学实验为背景，引入记忆操控与平行世界的科幻设定。崇史在现实与虚构的记忆之间反复挣扎，试图厘清自己与麻由子、智彦之间错综复杂的关系。随着实验推进，三人情感与伦理边界不断被打破，真相在层层反转中逐渐浮现。

作品融合爱情、悬疑与科幻元素，探讨记忆是否可信、爱情能否被篡改等命题，呈现一场关于选择与救赎的深刻心理博弈。