2006年の「時をかける少女」が評判を呼んだ細田守監督が、再び奥寺佐渡子（脚本）、貞本義行（キャラクターデザイン）とタッグを組み、気弱な理系少年の思いも寄らぬひと夏の大冒険を描くＳＦ青春アドベンチャー。
ひょんなことから片田舎の大家族と夏休みを過ごすハメになった17歳の少年が、仮想空間に端を発した世界崩壊の危機に立ち向かう姿を家族の絆を軸に迫力のアクション満載で描き出す。
声の出演は神木隆之介、桜庭ななみ、富司純子。
仮想都市ＯＺ（オズ）が人々の日常生活に深く浸透している近未来。小磯健二は天才的な数学の能力を持ちながらも内気で人付き合いが苦手な高校２年生。彼は憧れの先輩、夏希から夏休みのアルバイトを頼まれ、彼女の田舎、長野県の上田市を訪れる。
そこに待っていたのは、夏希の親戚家族“陣内（じんのうち）家”の個性溢れる面々。この日は、夏希の曾祖母で一族を束ねる肝っ玉おばあちゃん、栄の90歳の誕生日を祝う集会が盛大に行われていた。
その席で健二は夏希のフィアンセのフリをする、というバイトの中身を知ることに。そんな大役に困惑し振り回される傍ら、その夜健二は謎の数字が書かれたケータイ・メールを受信する。理系魂を刺激され、その解読に夢中になる健二だったが…。