Dans un futur lointain : l’humanité a érigé la ville-forteresse mobile Plantation au milieu d’un désert en ruines. Au cœur de la ville se trouvait le quartier des pilotes, Mistilteinn, également connu sous le nom de « Cage à oiseaux ». C'est là que vivent les enfants… Leur seule mission dans la vie était le combat. Leurs ennemis sont de mystérieux organismes géants appelés Kyoryu. Les enfants pilotent des robots appelés FRANXX afin d'affronter ces ennemis encore invisibles. Parmi eux se trouvait un garçon autrefois considéré comme un enfant prodige : le numéro de code 016, Hiro. Un jour, une mystérieuse jeune fille appelée Zero Two apparaît devant Hiro. « Je t'ai trouvé, mon chéri. »