미스터리의 제왕 히가시노 게이고가 새롭게 선보이는 애절하고도 아름다운 한 편의 러브스토리. '사랑과 우정 사이의 갈등, 혹은 삼각관계'라는 통속적 플롯을 가지고 있지만, 그렇다고 눈물샘을 자극하는 감상적 러브스토리는 물론 아니다. 제목이 암시하듯 현실과 기억의 두 평행 세계(패럴렐 월드) 속에서 정체성의 혼란에 휩싸인 주인공의 갈등과 심리를 절묘하게 묘사한 장편 SF 미스터리이다.
주인공이 맞닥뜨리는 두 개의 모순된 세계, 즉 눈앞의 현실과 기억 속의 현실, 둘 중 어느 것이 진실인지 알 수 없는 '패럴렐 월드'는 할리우드 영화 [토탈 리콜]을 연상시킨다. 필립 K. 딕의 동명 소설을 원작으로 한 이 영화에서 주인공은 눈앞의 현실과 주입된 기억의 경계에서 혼란을 겪는다. <패럴렐 월드 러브스토리>의 주인공 또한 비슷한 상황에 빠지는데, 작가가 면밀하게 설계한 미궁을 통과할 수 있는 유일한 단서는 '기억의 재편'이라는 뇌 과학에서의 발견뿐이다.
노선이 전혀 다른 두 전철이 같은 방향으로, 그것도 똑같은 역에 정차하면서 나아가는 경우가 가끔 있다. 다바타와 시나가와 사이의 야마노테 선과 게힌도호쿠 선도 그런 경우의 하나이다. 주인공 쓰루가 다카시는 대학원에 다닐 때, 일주일에 세 번 야마노테 선을 이용했다. 신바시에 있는 대학 자료실에 가기 위해서였다. 매일 아침 정해진 시간에 같은 전철을 탔다.
어느 날, 건너편 전철에 타고 있는 한 여성이 다카시 눈에 띄었다. 머리가 길고 눈이 커다란 아가씨였다. 그 후 다카시는 그녀가 매주 화요일 같은 전철에 타고 있다는 것을 알아차렸다. 늘 같은 차량, 같은 문 옆에 서 있었다. 그는 그녀를 사랑하게 되었다. 그렇게 1년이 지나고 다카시는 취직을 하게 된다. 마지막으로 야마노테 선을 타는 화요일, 그는 모험을 감행하게 되는데…