Au XXIe siècle, le professeur Dunworthy dirige une équipe d'historiens qui voyagent dans le temps. Ned Henry, l'un d'eux, effectue ainsi d'incessantes navettes vers le passé pour récolter un maximum d'informations sur la cathédrale de Coventry. C'est à ce même Henry, épuisé par ses voyages et passablement déphasé, que Dunworthy confie la tâche de corriger un paradoxe temporel provoqué par une de ses collègues, qui a sauvé un chat en 1888 et l'a ramené involontairement avec elle dans le futur