高校生の哲也は、原因不明の「時間差睡眠症候群」に悩まされていた。夜中に突然目覚め、現実と夢の境界が曖昧になる奇妙な体験を繰り返す日々。そんな彼と同じ症状を持つ少女・冬野雪華は、学校で静かに孤独を抱えていた。ある日、二人は教室で謎の光の粒子を目撃し、心の中で会話ができるようになる。放課後、雪華の祖母の形見であるペンダントが光を放つ中、二人は自分たちの症状が単なる病気ではないと感じ始める。 　夜、哲也と雪華は不思議な力に導かれ、時空の歪みが集まる謎の研究所「時間環流研究所」へと辿り着く。そこで出会った時祭博士は、二人が「時間共振症候群」という稀な現象の持ち主であり、時間の流れを感知・操作できる「共振者」であることを明かす。雪華のペンダントは、祖母・花音が開発した「時間記憶装置」であり、哲也の祖父・時雄もまた共振者だった。二人の祖父母は過去に「センチメンタル・スリープサイクラー」という究極の時間装置を開発しようとしたが、実験中に時の流れに呑み込まれて失踪していた。 　博士は、時空の異常を修復するためにセンチメンタル・スリープサイクラーの完成を二人に託す。装置の核である「感情結晶」と哲也の「時間記憶回路」を融合させるため、二人は互いの感情と記憶を深く共鳴させ、時空の深層「時間の海」へと意識を飛ばす。そこで祖父母の想いと力を受け継ぎ、現実世界に戻った二人は装置の起動に挑む。愛と絆の力で時空の乱れを癒し、世界の時間を正常に戻すことに成功する。 　事件後、二人の症状は治癒し、共振者としての力だけが残る。哲也と雪華は「時間の守護者」として新たな使命を受け入れ、特別な絆で結ばれたパートナーとなる。センチメンタル・スリープサイクラーを胸に、二人はこれからも世界の時間を見守り続けるのだった。