《颠倒的帕特玛》讲述了一个重力颠倒的奇异世界。在秩序森严的艾嘉王国，人们世代遵循祖训，禁止抬头眺望天空，也不允许任由思想自由驰骋。传说很久以前，地面上的人类曾试图挑战造物之力，导致重力发生逆转，无数人和建筑因此“坠入”蓝天，最终消失无踪。
然而，森严的规训终究难以束缚年轻而自由的心。少年艾吉（冈本信彦 配音）常在夜晚偷偷来到野外，躺在草地上仰望满天繁星。一天夜里，一名神色慌张的女孩从他身后的洞口出现。她名叫帕特玛（藤井雪代 配音），体内拥有与艾吉完全相反的重力场。担心帕特玛坠向空中，艾吉小心地将她带回小屋藏匿保护。
帕特玛的出现很快引起政府注意，最高领导人随即调动全部力量展开追捕。两人在不断逃亡与周旋的过程中，逐渐揭开了艾嘉王国以及“反转人”背后隐藏的秘密。
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