W świecie spustoszonym przez potworne Klaxosaury ludzkość chroni się w mobilnych miastach-fortecach, a jej losy spoczywają w rękach dzieci szkolonych do pilotowania olbrzymich mechów zwanych FranXX. Maszyny wymagają jednak zgranej pary: chłopca i dziewczyny, połączonych czymś więcej niż tylko obowiązkiem.

Gdy zbuntowany Hiro spotyka tajemniczą Zero Two o rogach na głowie, jego przeznaczenie zmienia bieg. To pełne rozmachu science fiction o dorastaniu, bliskości i cenie, jaką bohaterowie płacą za prawo do bycia sobą.