第二季开头，林鹿回到了没有时敛森的现实世界，而时敛森则在民国时空失去了关于林鹿的记忆。但爱情的羁绊超越了时间，林鹿通过研究祖父的笔记，发明了一个“时频共振器”，可以短时间将意识投射到民国时空。她以“梦中人”的形式，重新接近失忆的时敛森，试图唤醒他的记忆。与此同时，民国时空的时敛森也总是莫名地画出林鹿的肖像，并发现自己身边有人在故意阻止他记起什么——幕后黑手竟是他最信任的管家，一个同样知晓时空秘密的人。两条时间线同时推进，林鹿在现代一边工作一边修复机器，时敛森在民国一边经商一边调查真相。最终，在一个“除夕夜”的时空交汇点，两人成功见面，但代价是其中一个时空会彻底消失。时敛森选择牺牲民国时空的自己，让林鹿的未来得以存在。而在最后一幕，一个穿着民国服装的青年出现在现代的林鹿面前，温柔地说：“时光虽然抹去了我的存在，但教会了我爱你。”
第二季延续了第一季的甜度，但在剧情的复杂性和虐心程度上全面升级。两条时间线并行的叙事手法增加了观看的趣味和悬疑感。虽然科幻设定仍显儿戏，但胜在情感真挚，演员的CP感极强。结局的处理令人意外，用一种悲剧性的浪漫圆了第一季的遗憾，算是甜宠剧的一次类型突破。
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