Dans un futur lointain, l'humanité a été menée au bord de l'extinction par des bêtes géantes connues sous le nom de Klaxosaurs, forçant les survivants à se réfugier dans d'immenses villes fortifiées appelées Plantations. Les enfants élevés ici sont entraînés à piloter des mechas géants, les FranXX — seules armes connues pour être efficaces contre les Klaxosaurs — en binômes garçon-fille. Élevés da

Dans un futur lointain, l'humanité a été menée au bord de l'extinction par des bêtes géantes connues sous le nom de Klaxosaurs, forçant les survivants à se réfugier dans d'immenses villes fortifiées appelées Plantations. Les enfants élevés ici sont entraînés à piloter des mechas géants, les FranXX — seules armes connues pour être efficaces contre les Klaxosaurs — en binômes garçon-fille. Élevés dans le seul but de piloter ces machines, ces enfants ne connaissent rien du monde extérieur et ne peuvent prouver leur existence qu'en défendant leur race. Hiro, un aspirant pilote de FranXX, a perdu sa motivation et sa confiance en lui après avoir échoué à un test d'aptitude. Faisant l'impasse sur la cérémonie de remise des diplômes de sa promotion, Hiro se retire près d'un lac forestier, où il rencontre une mystérieuse jeune fille portant deux cornes sur la tête. Elle se présente sous le nom de code Zero Two, nom connu pour appartenir à une pilote de FranXX tristement célèbre, surnommée le « Tueur de Partenaires ». Avant qu'Hiro ne puisse assimiler cette rencontre, la Plantation est secouée par une attaque soudaine de Klaxosaurs. Zero Two engage la créature dans son FranXX, mais celui-ci est gravement endommagé lors de l'escarmouche et s'écrase près d'Hiro. Trouvant son partenaire mort, Zero Two invite Hiro à piloter le mecha avec elle, et le duo bat facilement le Klaxosaur dans le combat qui s'ensuit. Avec une nouvelle partenaire à ses côtés, Hiro a une chance de se racheter de ses échecs passés, mais à quel prix ?