Mirai Onozawa, siswa kelas dua SMP, merasa frustrasi dengan kehidupannya dan keluarganya, sehingga ia mengharapkan segalanya berakhir. Namun, saat dia dan adik laki-lakinya, Yuuki, mengunjungi pameran robot di Odaiba, gempa besar berkekuatan 8.0 SR itu memotong harapannya dan mengubah hidup mereka selamanya.
Dalam kekacauan yang ditimbulkan oleh gempa bumi, mereka bertemu dengan Mari Kusakabe, seorang wanita muda yang telah menjadi ibu tunggal. Bersama-sama, mereka berjuang melewati puing-puing kota yang hancur, berusaha pulang ke rumah mereka sambil mencari keluarga dan teman-teman yang hilang.
“Tokyo Magnitude 8.0” menggambarkan perjuangan, kesedihan, dan harapan yang muncul dalam menghadapi bencana alam. Meskipun bertema bencana, anime ini bukan hanya tentang kehancuran fisik, tetapi juga tentang hubungan antar manusia, pengorbanan, dan kemanusiaan yang terungkap dalam situasi terburuk.