ヒロインは原作の主人公・芳山和子の一人娘、芳山あかり。2010年に生きる彼女が入院中の母に代わって、1970年代にタイム・リープ。その目的は、昏睡状態に陥った母の初恋の人、深町一夫に出会うため。若き日の母と、幼いころに別れたきりの父との意外な青春時代。そこに生きる人々との出会いを通し、成長していくあかりの姿を描く。
あかりを演じるのは、「純喫茶磯辺」、「サマーウォーズ」、「パンドラの匣」など、若手演技派女優として注目されている仲里依紗。アニメ版でも主人公の声を担当した彼女が、今度は実写版の主人公を等身大で演じる。
「アニメ版『時をかける少女』の主人公の声を演じ、素晴らしい作品に出会うことができたとうれしく思っていました。今度は声だけでなく、自分自身がスクリーンに映ることができることになり、『時をかける少女』というブランドを背負うことができるのか、すごく不安でしたが、一生懸命、時をかけました。歴代の『時をかける少女』のファンの方々もまた新たに楽しめる作品になったと思います。ぜひたくさんの方に見ていただきたいです」(仲)
ほかに中尾明慶、安田成美、石丸幹二、青木崇高、石橋杏奈らが出演。2010年3月、ヒューマントラストシネマ渋谷、シネカノン有楽町1丁目ほかで公開予定。