Z tajnej placówki ucieka tajemnicza dziewczyna z niewidzialnymi rękami, czyli wektorami, i zdolnościami telepatycznymi. Następnego dnia znajdują ją dwoje kuzynów, Kouta i Yuka. Jednak dziewczyna jest inna niż wcześniej, umie powiedzieć tylko jedno słowo - nyuu. Nie wiedząc nic o niej, kuzyni przyjmują ją do siebie. Kurama, główny naukowiec z placówki, z której uciekła, wysłał po nią bezlitosnego człowieka imieniem Bando. Czy z Bando tropiącym Nyuu i z samą Nyuu, Kouta i Yuka będą bezpieczni?

Po złamaniu muszelki Kouty, Nyuu ucieka. Później Kouta znajduje ją na plaży, ale nie tylko on. Bando i Satou, dwóch członków grupy SAT, którzy są na tropie Lucy, też tam są. Lucy zachowuje się bardziej jak zwierzę niż jak morderczyni. Czy ma wobec tego szansę w starciu z zimnym Bando?

Spokój po bitwie... ale nie potrwa on długo. Kurama i tajna placówka wysyłają po Lucy dwie osoby. Jedną z nich jest nowo uzdrowiony i silniejszy Bando. Druga to Diclonius taki sam jak Lucy. W domu Kouta, Yuki i pewna bezdomna dziewczyna o imieniu Mayu, rozmawiają o wydarzeniach, które miały miejsce dwie noce temu na plaży. Nagle Nyuu poślizguje się i upada. Uderza się w głowę i budzi się w niej Lucy. Czy Kouta i inni będą bezpieczni z morderczą Lucy w ich domu? I czy Lucy będzie miała szansę w starciu z innym Dicloniusem?

Nana próbuje namówić Lucy do powrotu do laboratorium badawczego, ale ta odmawia. Dochodzi pomiędzy nimi do walki, podczas której Lucy odcina Nanie obie ręce i nogi. Niedługo potem przybywa doktor Kurama z oddziałem żołnierzy, ale Lucy udaje się uciec.

Kouta i Yuka zabierają Nyu na uniwersytet, gdzie spotykają profesora Kakuzawę. Od razu widzi, że jest ona Dicloniusem i przekonuje dwójkę, by zostawili Nyu pod jego opieką. Chwilę później zostaje jednak znaleziony martwy...

Z nowymi, wzmocnionymi ramionami, Bando szuka Lucy, mając nadzieję na zemstę. Jednakże ona nadal się nie odnalazła, po tym, jak ponownie uciekła, tym razem po zabiciu profesora Kakuzawy. Kouta i Yuka wyruszyli na poszukiwania, ale nie mogą jej znaleźć.

Bando konfrontuje się z Naną, mając nadzieję, że dowie się od niej, gdzie jest Lucy. Po krótkiej walce oboje zdają sobie sprawę, że mają ten sam cel i łączą siły.

Gdy Lucy zostaje znokautowana przez Nanę, Kouta zajmuje się nią. Śpi i przeżywa swoje dzieciństwo we śnie, ujawniając wiele rzeczy na swój temat. Tymczasem Nana mówi Mayu o Lucy i Dicloniusach, a tymczasem Arakawa zostaje wezwany na rozmowę z dyrektorem Kakuzawą...

Na jaw wychodzi więcej szczegółów z przeszłości Lucy: O jej spotkaniu z Koutą, ich przyjaźni, która zakończy się tragedią, oraz o powodach, dla których Lucy stała się zabójczynią, którą jest obecnie.

Lucy i Nana zaczynają walczyć, ale powstrzymuje je Mayu, a Lucy powraca do postaci Nyuu, przytulając Koutę i mówiąc mu, że go lubi. Później wychodzi na jaw przeszłość Kuramy, a także kolejne szczegóły dotyczące Dicloniusów.

Numer 35, czyli Mariko, zostaje uwolniona i natychmiast zabija otaczających ją żołnierzy. Naukowcy, którzy byli na to przygotowani, odpalają jeden z ładunków wybuchowych w jej ciele, co powoduje uszkodzenie jej ramienia. Później lecą z nią do miejsca, gdzie znajdują się Nyuu i Nana. Tymczasem Nana cieszy się życiem w gospodzie, ale Kouta mówi jej, że musi też pracować. Sprawy wydają się iść tak spokojnie, jak to tylko możliwe... ale jak długo ten spokój potrwa?

Mariko, torturuje i bawi się Naną jak owadem, a tymczasem Kouta biegnie do Nany, by ją ochronić. Mariko, tymczasowo traci swoje wektory, dzięki Nanie i musi zostać odesłana. Nyuu podąża za Koutą, ale kiedy żołnierze zaczynają do niej strzelać, ta staje się Lucy. Widząc żądną krwi Lucy, Kouta przypomina sobie wszystko...

Yuka informuje Mayu o przeszłości Kouty. Tymczasem Lucy i Mariko odnalazły siebie i stają do walki. Teraz Nana i Kurama muszą odnaleźć Mariko, ponieważ Kurama musi ją zabić...