芳山明里很快就要从高中毕业了。她的母亲和子在大学里做药品研究，明里已经考取了母亲所在的大学，正考一心期盼着新的生活。
不料和子突然出了交通事故。在弥留之际，和子对明里说：“必须回到过去，去见深町一夫。”为了实现母亲的愿望，明里决定冒险服用和子开发出来的新药，穿越时空，去往1972年4月。
明里顺利到达了过去的世界，谁知时间发生了偏差，她到达的是1974年2月。既来之则安之，明里也不慌张，她结识了梦想成为电影导演的大学生凉太，凉太愿意帮助她寻找深町一夫。明里住进了凉太四叠半的小屋，闲了就和他一起做电影。不知不觉之中，明里爱上了凉太。

由女演员仲里依纱主演的《穿越时空的少女》27号完成了拍摄。作为日本青春电影的金字塔，《穿越时空的少女》曾经4次被搬上大银幕，而这次的真人电影距离上一个版本也已经相隔了整整12年。负责拍摄本片的是首次执导长编电影的谷口正晃。而主演则是2006年在细田守导演的动画版本中担当主役绀野真琴声优的仲里依纱。

2010真人版主演 仲里依纱

1965年，作家筒井康隆发表了面向青少年的短篇SF小说《穿越时空的少女》。这部作品在1983年被导演大林宣彦搬上大银幕，当时担当主演的是女演员原田知世，作品公映后反响强烈。1997年，导演角川春树再次宣布《穿越时空的少女》真人化，担当此次主演的是女演员中本奈奈。2006年，导演细田守首次将《穿越时空的少女》动画电影化，剧中的主角绀野真琴由仲里依纱担任配音，这部作品使得《穿越时空的少女》拥有了世界範围的观众群，《穿越时空的少女》获得了空前成功。

这部被众多导演喜爱的作品将再次出现在人们的视线当中。在最新作中，原作中的芳山和子将把接力棒交给了她唯一的女儿芳山明里。由仲里依纱演出的明里出生在2010年，为了见到母亲的初恋情人深町一夫，明里穿越回到1970年，而后故事展开。剧中明的恋人大学生凉太由中尾明庆演出，母亲芳山和子由安田成美演出。除此之外，原剧团四季的王牌演员石丸乾二也将首次触电在剧中演出角色。

《穿越时空的少女》事实上在多次改编之中，原作的故事情节已不再重要，重要的是少女突然具备了时空穿越的神奇能力，以及因这种能力所引发出的淡淡伤感。至少在同名电影中，这种淡淡的伤感始终充斥着整部影片。

电影更多的关注也许不在于精彩的故事本身，不在于神奇的穿越能力，而在于时间、情感与人生这些看似抽象的概念给我们带来的思考。（中国社会科学网评价）