El Ministerio del Tiempo es una institución gubernamental secreta que depende directamente de la Presidencia del Gobierno español. Solo monarcas, presidentes y un número exclusivo de personas saben de él. El paso hacia otras épocas se realiza a través de puertas vigiladas por las patrullas del ministerio. Su objetivo: detectar e impedir que cualquier intruso del pasado llegue a nuestro presente —o viceversa— con el fin de cambiar la historia para su beneficio. Para ello, las patrullas tendrán que viajar al pasado y evitar que lo logren. En dicho Ministerio trabajan muchas personas de diversas épocas.
Las últimas personas reclutadas por el Ministerio son Julián Martínez (Rodolfo Sancho), Alonso de Entrerríos (Nacho Fresneda) y Amelia Folch (Aura Garrido). Alonso de Entrerríos (Nacho Fresneda) es un soldado de los Tercios de Flandes condenado a muerte en 1569 y salvado por el Ministerio. Tiene unos valores muy antiguos y es un hombre de honor. Es el soldado perfecto, experto tirador y estratega, y que se pone al mando de la situación cuando se requiere la fuerza. Amelia Folch (Aura Garrido) es una de las primeras universitarias de España a finales del siglo XIX. De familia burguesa acomodada, es una de las primeras mujeres en acudir a la Universidad de Barcelona. Inteligente, con memoria fotográfica y trabajadora, es el cerebro del comando. Julián Martínez (Rodolfo Sancho) es enfermero del Samur de la actualidad. El valor y su escaso apego a su propia vida por salvar las de los demás son sus mayores cualidades. Está traumatizado por la muerte de su esposa en un accidente de tráfico tres años atrás.
Comandados por sus superiores, Ernesto Jiménez (Juan Gea) e Irene Larra (Cayetana Guillén Cuervo), el trío protagonista rendirá cuentas ante el subsecretario Salvador Martí (Jaime Blanch). Angustias (Francesca Piñón) es la secretaria del Ministerio. Lola Mendieta (Natalia Millán) es una exagente del Ministerio, que decidió fingir su propia muerte para enriquecerse gracias a facilitar información sobre las puertas del tiempo a terceros y traficando con obras de arte.
Al final casi todos los personajes acaban rompiendo el propio propósito por el que trabajan y acaban viajando a escondidas a, por ejemplo, visitar su tumba y ver el año de su muerte, visitar a familiares… Todo esto les traerá problemas no tan solo delante de sus jefes, sino también para ellos mismos.