Question

命运石之门动画版最后的结局是不是回到牧濑红莉栖死了之后的那个世界？

Answer 1

不是，最后以混沌的记忆为代价欺骗世界救了助手。到达了Steins Gate线。
混沌的记忆是指冈部伦太郎在多个世界线上的记忆混乱，不知道哪一条线才是“真实”的世界线。在剧场版《混沌领域的既视感》里说明了。