A história se passa em um futuro distante onde a terra está arruinada e a humanidade estabelece a fort city plantation. As crianças vivem ali sem saber nada do mundo exterior nem da liberdade do céu. Suas vidas consistem em lutar para realizar missões. Seus inimigos são misteriosas formas de vida gigantes conhecidas como Kyoryu, e as crianças controlam robôs chamados Franxx para enfrenta-los. Para as crianças, montar os Franxx prova sua existência.

Um menino chamado Hiro é chamado de Código: 016, e ele já foi conhecido como um prodígio. No entanto, ele ficou para trás, e sua existência parece desnecessária. Não pilotar um Franxx é o mesmo que deixar de existir. Um dia, ele se encontra com uma menina misteriosa conhecida como “Zero Two”…