現実と同様の仮想都市OZが作られ、世界の隅々まで行きわたるようになった現代。東京・久遠寺高校2年生、物理部所属の小磯健二（声：神木隆之介）は、天才的な数学力を持ちながらも数学学生チャンピオンの座を取りそこない、自信をなくしかけていた。夏休みには友人と共にOZの保守点検のアルバイトをする予定だったが、ふとしたきっかけから憧れの先輩、篠原夏希（桜庭ななみ）に誘われて長野県の高原・上田市を訪ねることになった。そこは室町時代から続く戦国一家・陣内家で、夏希の曾祖母・栄（富司純子）の90歳の誕生日を祝うため、各地から医者や漁師、消防士、水道局員、電気店経営、警官や自衛隊の将校、小学生や赤ん坊まで、多彩な親戚が集まってくる。そこで健二は突然、夏希からフィアンセを装うよう頼まれる。健二は困惑しながらも栄のために数日間の滞在をすることになった。賑やかな田舎で過ごす夏休み。だがその夜、不審な数学クイズのメールを受け取った健二は、数学好きの虫が疼きだし夜を徹して解答する。翌朝、仮想都市OZに出現した謎のアバター“ラブマシーン”は、完全無欠と思われていたOZ管理棟のパスワードを入手する。健二を始めとする多くのアバターにクイズ形式で解析させていたのだ。OZの心臓部に侵入したラブマシーンは4億人以上のアカウントを奪取、現実の世界を一変させてしまう。緊急通報システムと交通管理システムを麻痺させ、警察や消防署、病院は機能しなくなり、大渋滞によって流通はストップ、世界中が大混乱に陥っていった。そんな騒ぎを目の当たりにした栄はうろたえる人々を前に持ち前の度量を発揮、長年の人望を武器に陣頭指揮を開始する。しかし、ラブマシーンにアバターを乗っ取られた健二は、ラブマシーンが扮する偽ケンジによって、OZ荒らしの犯人の汚名を着せられ、現実の健二が逮捕されてしまう……。