In de niet al te verre toekomst: de mensheid wordt gedwongen bescherming te zoeken tegen de ergste dreiging tot nu toe in mobiele forten die plantages worden genoemd. Het enige effectieve wapen tegen de beesten die herhaaldelijk menselijke nederzettingen aanvallen zijn de Franxx, krachtige gevechtsrobots die worden bestuurd door een mannelijke en een vrouwelijke piloot. Eén van de kandidaten voor de volgende generatie Franxx-piloten is Hiro, die ooit werd beschouwd als een wonderkind, maar de laatste tijd bij geen enkele poging een geschikte partner heeft gevonden en daarom op het punt staat met pensioen te gaan. Wanneer hij de startceremonie overslaat om in plaats daarvan zijn gedachten in een bos na te streven, ontmoet hij een gehoornd meisje dat zichzelf voorstelt als Zero Two en hem bekend voorkomt...