Cerita ini dijadualkan pada masa akan datang. Tanah itu hancur, dan umat manusia mendirikan perkebunan kota benteng bergerak. Juruterbang yang dihasilkan di dalam Plantation tinggal di Mistilteinn, juga dikenal sebagai "birdcage." Kanak-kanak tinggal di sana tanpa mengetahui apa-apa tentang dunia luar atau kebebasan langit. Kehidupan mereka terdiri daripada berjuang untuk menjalankan misi. Musuh mereka adalah bentuk kehidupan raksasa misterius yang dikenali sebagai Kyōryū, dan robot percubaan kanak-kanak memanggil Franxx untuk menghadapi mereka. Bagi kanak-kanak, menunggang Franxx membuktikan keberadaan mereka.
Seorang budak lelaki bernama Hiro dipanggil Kod: 016, dan dia pernah dikenali sebagai anak ajaib. Namun, dia telah ketinggalan, dan keberadaannya nampaknya tidak perlu. Tidak mengemudi Franxx sama dengan tidak lagi wujud. Suatu hari, seorang gadis misteri yang dikenali sebagai "Zero Two" muncul di hadapannya. Dua tanduk tumbuh dari kepalanya.
