在遥远的未来,人类被名为叫龙的巨大生物逼至濒临灭绝,幸存的人类被迫躲进巨大的要塞城市,称为种植园。在那里长大的孩子们被训练成一对对驾驶巨大机甲FranXX的驾驶员,这是唯一能有效对抗叫龙的武器。这些孩子被培养的唯一目的就是驾驶这些机器,他们对外界一无所知,只能通过保卫种族来证明自己的存在。
广,一名有志成为FranXX驾驶员的人,在未能通过能力测试后失去了动力和自信。他错过了班级的毕业典礼,逃到森林湖边,在那里遇到了一个头上长着两只角的女孩。她自称代号零二,这属于一个臭名昭著的FranXX驾驶员,被称为“搭档杀手”。广还没来得及消化这次相遇,种植园就遭到突然的叫龙袭击。零二驾驶她的FranXX与怪物交战,但在战斗中严重受损,坠毁在广附近。发现她的搭档已死,零二邀请广和她一起驾驶机甲,