Masa depan di mana Bumi hancur. Manusia hidup di benteng raksasa bernama Plantation, dan anak-anak pilot FranXX tinggal di Mistilteinn—sangkar burung tanpa kebebasan. Mereka tak tahu dunia luar. Hidup hanya untuk bertarung melawan Kyouryuu, monster raksasa yang mengancam sisa peradaban. Mengendarai FranXX adalah satu-satunya bukti keberadaan mereka. Tapi diam-diam, di balik rutinitas pertempuran, ada sesuatu yang disembunyikan tentang asal-usul mereka dan arti sebenarnya dari misi yang mereka jalani.