Chrono est un jeune garçon dont les passe-temps consistent à dormir ou à s'entraîner avec son katana en bois. Il vit dans la ville de Truce dans le paisible royaume de Gardia.

Un beau matin de l'an 1 000 a lieu la foire du millénaire, une fête unique en son genre puisqu'elle célèbre les mille ans du royaume. Elle se déroule sur la place de Lynne, nommée en hommage à une ancienne reine de Gardia. Lucca, une amie d'enfance de Chrono, passionnée par les machines, y présente sa dernière invention. Chrono s'y rend comme de nombreux habitants du royaume et y bouscule par mégarde une jeune fille, Marle, faisant tomber son pendentif. Chrono le lui rapporte et les deux jeunes gens font connaissance. Ils se rendent ensuite ensemble au stand de Lucca voir son invention, un téléporteur, qui permet de se déplacer de quelques mètres. Chrono l'essaie et se retrouve téléporté instantanément d'un point à l'autre de la machine. Mais lorsque vient le tour de Marle, le pendentif qu'elle porte se met à réagir étrangement avec l'engin et la jeune fille disparaît dans un vortex. Chrono ramasse alors le pendentif encore présent et décide de partir la secourir. Il se retrouve 400 ans en arrière au Moyen Âge où Marle, qui s'avère être en fait la princesse Marledia, est confondue avec la reine Lynne, disparue, par les habitants. Celle-ci accueille Chrono au château de Gardia avant d'être apparemment effacée du continuum espace-temps. En effet, en prenant la place de son ancêtre, Marle a modifié involontairement le cours de l'histoire et compromis sa propre existence. Chrono part alors à la recherche de la véritable Lynne et avec l'aide de Lucca, qui l'a rejoint entre temps, parvient à la sauver, ramenant Marle parmi eux. Les trois amis retournent alors dans leur époque grâce à un dispositif mis au point par Lucca. Cependant, ils se retrouvent bientôt obligés d'emprunter un nouveau vortex qui les conduit cette fois jusqu'à un futur post-apocalyptique. Ils décideront alors d'essayer de changer le cours de l'histoire, comme ils l'avaient fait au Moyen Âge, pour empêcher le cataclysme de se produire.

L'histoire navigue ensuite entre sept époques et autant de cartes différentes. Les conséquences des changements temporels y sont exploitées, nourrissant une trame narrative d'une grande richesse. Chrono et ses camarades y découvrent un ennemi qu'ils tentent de vaincre: Lavos. Celui-ci semble être lié à l'ensemble de l'histoire de la planète, depuis la Préhistoire jusqu'à un futur lointain.