《她来自未来》讲述了六年级学生菲马和科利亚跟踪一名神秘女子，来到一栋废弃老房子的故事。两人进屋后没有找到那名女子，科利亚却在地下室发现了一扇通往明亮房间的门。他不知道那里其实是一台时光机，误启动机器后穿越到了未来，并在那里遇见了机器人韦特。
韦特是莫斯科时光研究所的清洁工兼文物登记员，误把科利亚当成了一件来自过去的文物。他告诉科利亚，现在已经是2084年，距离科利亚生活的时代整整一百年。按照规定，韦特本应把科利亚送进博物馆，但为了掩盖波利娜的工作失误，也出于对这个孩子的同情，他决定先送科利亚回去，并允许他参观未来世界。
科利亚乘坐一架看起来像玩具车的飞行器来到宇宙发射场，原本想偷偷登上飞船去其他星球游览，却意外看到两个外星人从到港飞船的货箱里逃出。它们袭击地勤人员，并变成了受害者的模样。科利亚从曾经见过一面的老绅士帕维尔那里得知，宇宙动物学家谢列兹尼奥夫发明了一种名为读心机，也叫Mielophone的仪器，能够解读任何动物的思想，而这件珍贵仪器目前由他的女儿阿莉萨保管在宇宙动物园。
帕维尔告诉科利亚，那两个外星人其实是宇宙海盗，很可能正企图抢走读心机。此时，海盗已经从阿莉萨手中夺走了仪器。科利亚在朋友们的帮助下重新拿到读心机，并逃往时空研究所。韦特将他送回1984年，自己却在与海盗的搏斗中牺牲。海盗和阿莉萨也先后追到了一百年前的时代。
由于不熟悉1984年的交通，阿莉萨被一辆无轨电车撞倒，随后被送进医院。与她住在同一病房的尤利娅，恰好和科利亚同班。可班上名叫科利亚的学生竟然有三个，海盗因此无法判断读心机究竟在谁手中。他们伪装成医生进入病房搜查，阿莉萨识破了他们的身份，便和尤利娅在清晨逃出医院，前往尤利娅家中。在尤利娅奶奶的帮助下，阿莉萨转入了科利亚所在的班级。
阿莉萨和尤利娅逐一盘问
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