O jogo tem inicio no Reino Guardia, no ano 1.000 DC, Chrono é acordado por sua mãe e logo depois ele vai para a Feira do Milênio. Lá, ele conhece uma garota chamada Marle, que se torna sua amiga, e passam a andar juntos.
Na feira eles são convidados a testar a nova invenção de Lucca, melhor amiga de Crono. Essa maquina é um teletransporte, que Chrono testa com sucesso, porém Marle ao testa-la, observa que o seu pingente começa a brilhar no instante do funcionamento da máquina, e, de repente, ela é sugada para dentro de um misterioso portal. Lucca então verifica que um portal dimensional foi aberto e manda Crono ir atras de Marle. Ao sair do portal Chrono está na "Idade Média" (Middle Ages, 600 DC), onde ele descobre que está no passado, ele por sua vez se dirige ao castelo de Guarda. Lá fica sabendo que a Rainha Leene, que estava desaparecida, foi encontrada.
Contudo ele descobre que a Rainha Leene encontrada, era na verdade Marle. Lucca também vem para essa época e Marle começa a desaparecer do seu plano de existência. Lucca conclui que Marle na verdade era a Princesa Nadia do tempo deles, e provavelmente uma descendente da Rainha Leene. Como a corte de Guardia encontrou Marle pensando ser Leene, as buscas pela rainha foram suspensas, o que levaria a morte de Leene em um futuro próximo, e por consequência, a de sua descendência inteira, incluindo a própria Marle. Crono e Lucca vão então em busca da verdadeira rainha, para então consertar a história. Eles conseguem cumprir a missão com a ajuda de Frog, um homem-sapo.
Usando a Gate Key de Lucca, Crono leva Marle de volta ao Castelo Guardia de seu tempo. Entretanto, o Chanceler de Guardia acusa Crono de tentar sequestrar a princesa. Como resultado, o chanceler condena Crono à morte. Com a ajuda de Lucca, ele consegue fugir da prisão, e Marle foge junto com eles para um portal que estava escondido na floresta que rodeia o castelo.
Viajando no portal, eles vão parar no futuro (2.300 D.C.), onde o mundo está em ruínas. De um computador dessa época eles vêem um vídeo do ano de 1999 A.D., que mostra um parasita chamado Lavos, emergindo do fundo do planeta, e o destruindo completamente. Então, Marle convence Crono e Lucca a continuarem a viajar pelo tempo, a fim de evitar que Lavos destrua o futuro.
Pelo desenrolar do jogo novos amigos entram no time de Crono, como o robô nomeado Robo, uma mulher da pré-história chamada Ayla, e um chamado Frog. Opcionalmente, Magus, um dos antagonistas do jogo, pode entrar no time.Lavos: é um parasita de outro planeta que cai na terra no ano de 65.000.000 B.C, em cima de (e afundando-o) Tyranno Lair. Com ajuda da Rainha Zeal, Lavos fica enfurecido e emerge do fundo da terra, destruindo umas ilhas flutuantes na Idade das Trevas (12.000 B.C).
