Un combat fait rage à Tokyo-3 entre les forces des Nations Unis et une créature inconnue soudainement surgie de nulle part. C'est dans ce contexte chaotique qu'arrive en ville l'introverti Shinji Ikari, convoqué par son père qui l'avait abandonné une décennie plus tôt.

Après son premier combat dans l'Evangelion , Shinji est hébergé chez son énergique supérieure Misato Katsuragi. Il découvre que Tokyo-3 est une cité -forteresse bâtie dans le but de repousser les Anges . De son côté, Gendo Ikari doit rendre des comptes au Comité.

Malgré son statut de pilote d'Evangelion, Shinji reste soumis à ses obligations scolaire. Lors de son arrivée en classe, il rencontre Kensuke Aida et Toji Suzuhara. Kensuke est un véritable « military otaku » dont le rêve est de devenir pilote. Caméra à la main, il est toujours à l'affût de la moindre opération militaire dans Tokyo-3. Toji est un garçon taciturne qui n'a que sa sœur pour toute famille. Celle-ci a été blessée durant l'attaque du Troisième Ange. Toji nourrit une rancœur féroce à l'égard du pilote de l'Eva qu'il tient pour responsable. Lorsqu'il apprend qu'il s'agissait de Shinji, il décide de se venger.

Acculé et en proie aux doutes, Shinji fugue. Si cette nouvelle n'affecte ni Gendo , ni Ritsuko Akagi , trop occupés à identifier un potentiel Fourth Children, elle inquiète réellement Misato . Alors que les hommes de la NERV le recherchent, le garçon déambule dans Tokyo-3.

Flash-back. L'action se situe 15 jours avant l'arrivée de Shinji à Tokyo-3. L'ensemble du staff de la NERV est réuni pour le test final de l'Evangelion Unité-00 pilotée par Rei Ayanami.

L'Entry Plug est injectée avec succès et la synchronisation se présente correctement. Soudain, Rei perd le contrôle de l'Unité-00, qui semble agir de sa propre initiative. Devenu berserk, l'Eva s'acharne sur la vitre de la salle de contrôle, où se trouve Gendo. L'Eva est immobilisée par les dispositifs de sécurité, et Rei gravement blessée, est éjectée de sa capsule.

De retour au présent, on retrouve le Professeur Akagi, responsable scientifique, en train d'analyser les restes du Troisième Ange. A partir d'un noyau de cellules restées intactes, Ritsuko découvre que le code génétique des Anges est à 99,89% semblable à celui d'un être humain.

Ramiel fait son apparition dans le ciel de Tokyo-3. Son objectif semble être le QG de la NERV, dont il se rapproche rapidement. Shinji et Rei sont envoyés pour l'intercepter. A peine sorti avec son Eva, Shinji est repéré par l'Ange qui s'attaque immédiatement à l'Unité-01. L'attaque est extrêmement violente et Shinji gravement blessé. Tandis qu'il est ramené aux urgences, Rei se retrouve seule face à l'Ange, qui ne tarde pas à déployer son attaque contre la NERV.

Se plaçant à la verticale du QG, l'Ange commence à transpercer la paroi extérieure du bâtiment souterrain de la NERV. Les heures de l'humanité semblent comptées. Mais Misato met au point un plan audacieux: se servir d'un canon à positron pour éliminer l'Ange. Le canon disposera de la puissance électrique du Japon tout entier.

2000 après JC, Second Impact. Version officielle : une météorite s'est abattue sur l'Antarctique. Le professeur Ritsuko Akagi apprend à Shinji que le ravage de la Terre et la mort de plus d'un milliard d'hommes n'étaient pas dus à une météorite, mais à un Ange apparut en Antarctique. Telle est aussi la raison de la création de la NERV, l'Agence destinée à contrer les Anges.

Mais la NERV est une organisation coûteuse, qui bénéficie de financement exorbitants, mais elle n'est pas la seule. En effet, les attaques des Anges constituent une opportunité commerciale attrayante pour les consortiums de fabricants d'armes. Parmi ceux-ci, une entreprise développe un prototype de robot anti-Ange et s'apprête à démontrer publiquement la supériorité de sa machine en espérant ainsi récupérer les financements alloués à la NERV par les Nations Unis. Durant la démonstration, le robot s'emballe.

Shinji et Asuka se retrouvent ensemble chez Misato. Les deux pilotes, qui ont subi, une défaite contre Israfel, sont obligés, de s'entraîner ensemble, afin d'améliorer leur synchronisation et leur esprit d'équipe. Mais au contraire, leurs relations se détériorent. Shinji, d'un naturel réservé et timide, a du mal à supporter le caractère expansif et bruyant d'Asuka. De son côté, Asuka ressent Shinji comme un incapable, uniquement bon à la saboter. Toji et Kensuke, rangés du côté de Shinji, voient l'appartement de Misato se transformer en champ de bataille.

C'est donc dans des conditions difficiles que les deux nouveaux pilotes, aidés de Rei, vont devoir affronter le 7ème Ange. Celui-ci dispose d'une capacité étonnante: il est capable de se dédoubler pour affronter les deux Evas en même temps.

Un nouvel Ange fait son apparition au coeur d'un volcan. Asuka est chargée de plonger dans le magma avec l'Unité-02 avec pour mission de capturer l'Ange vivant ! Une mission extrêmement dangereuse où Shinji devra l'épauler en surface. Pendant qu'elle cherche à capturer l'Ange, encore à l'état embryonnaire, Asuka est attaquée par celui-ci. Sa croissance est extrêmement rapide et en quelques instants, elle aura affaire à un ennemi féroce. Celui-ci coupe le cordon reliant Asuka a l'extérieur et l'entraîne au fond du volcan. La température et la pression extrêmes commencent à détruire l'armure de l'Unité-02. Tout semble perdu pour Asuka.

Shinji commence à se poser des questions sur son rôle et celui de la NERV. Pourquoi les hommes combattent-ils les Anges, les Messagers de Dieu ? Misato, Ritsuko et Gendo détiennent-ils la réponse à ces questions ?

La NERV est soudain privée d'électricité. Enfermés dans leur QG souterrain, les hommes de la NERV assistent impuissants à l'apparition d'un nouvel Ange qui fonce vers Tokyo-3. Tandis que l'ONU cherche à freiner l'avancée de l'Ange, Shinji, Asuka et Rei utilisent les sas d'urgence pour se rendre au QG, où les Evangelions sont préparées à la main pour l'attaque.

Misato se souvient du Second Impact qui provoqua la mort des trois-quarts de l'humanité. Encore enfant, elle fut sauvée par son père. Quinze ans plus tard, elle porte encore la marque tragique de ces événements mais la cache sous son uniforme et ses responsabilités. Un soir, elle organise une fête en l'honneur de Shinji, dont les capacités de pilote augmentent de façon exponentielle (au grand dam d'Asuka).

A cette soirée, en plus des amis de Shinji, elle invite sa vieille amie Ritsuko ainsi que Ryoji Kaji, avec lequel elle semble partager un passé qu'elle garde secret.

Un Ange qui a revêtu la forme d'un virus informatique s'introduit dans les locaux de la NERV et entame le piratage du super-ordinateur MAGI. Le temps presse pour Ritsuko qui doit empêcher l'ennemi invisible de prendre le contrôle de toutes les installations.

Gendo fait son rapport à la mystérieuse SEELE. Les membres passent en revue l'ensemble des événements relatifs aux apparitions d'Anges, et analysent l'état du Plan de Complémentarité de l'Homme. Ce comité étrange délibère sur le futur de l'humanité, mais d'autres travaillent dans l'ombre. Les questions autour de la NERV, des Evangelions et des Anges se font plus difficiles encore. Peu de gens semblent réellement savoir ce qui se passe, même au sein de la NERV. Misato commence à se poser des questions quant à la véritable nature de l'organisation qu'elle sert, et aux plans de Gendo.

La SEELE commence à s'inquiéter du comportement du commandant Ikari, et réclame sa démission. Celui-ci semble poursuivre ses propres objectifs, distincts de ceux de la SEELE, et utilise la NERV pour l'accomplissement de ses desseins.

Ryoji Kaji se voit chargé d'effectuer une enquête à Kyoto, où Gendo perdit sa femme quelques années auparavant dans un tragique accident survenu lors des expériences qui amenèrent à la création des Evangelions. Kaji recherche également des informations sur l'Institut Mardurk, établissement chargé de repérer et former les "Children", les enfants montrant des dispositions pour le pilotage des Evangelions.

Misato découvre avec horreur qu'Adam, le premier Ange, est enfermé dans les souterrains de la NERV, au cœur même du Geofront.

Après une confrontation avec Ryoji, qui espionne la NERV pour le compte de la SEELE, elle est obligée de garder le secret. Peu après, Shinji et l'Unité-01 sont faits prisonniers par un Ange dans la Mer de Dirac. Misato tentera le tout pour le tout afin de sauver Shinji et apprendre ce qui se trame en secret au sein de la NERV. Y parviendra-t-elle?

Ritsuko Akagi annonce à Misato Katsuragi que l'Institut Marduk à trouvé un quatrième enfant apte au pilotage des Evangelions. Il s'agit d'un ami de Shinji Ikari : Toji Suzuhara. Par ailleurs, une nouvelle Evangelion est en route pour effectuer des test au Japon, l'Evangelion Unité-03. Ritsuko prévoit de faire effectuer ces tests par Toji. Celui-ci est secrètement mis au courant de son nouveau rôle et se voit engagé dans les rangs de la NERV. Cependant, soucieuse de ne pas heurter la sensibilité de Shinji (pour lequel le pilotage des Evangelions reste une épreuve difficile), Misato garde le silence sur l'identité du nouveau qualifié. A l'école, tout semble normal. Mais Toji multiplie les absences et se montre de plus en plus inquiet.

À la demande de Ritsuko Akagi, Misato Katsuragi se résigne à superviser la première sortie de l'Evangelion Unité-03. Mais peu après le début des tests, l'Eva est possédée par un Ange et se retourne contre ses concepteurs. Elle porte en elle le pilote, Toji Suzuhara, prisonnier de l'Entry Plug. Asuka Langley Sohryu, Rei Ayanami et Shinji Ikari sont appelés en renfort et, sans le savoir, Shinji va devoir affronter l'un de ses meilleurs amis dans un combat sans pitié.

Durant son combat contre le Quinzième Ange, Shinji Ikari a atteint un taux de synchronisation de 400% avec son Eva. Lorsque le combat s'achève, Misato Katsuragi et les autres membres de la NERV découvrent avec horreur que Shinji a été assimilé avec l'Eva. Ses particules font désormais partie du liquide contenu dans l'Entry Plug, le LCL. Entre-temps, la conscience de Shinji l'entraîne, désormais immatériel, dans la plus profonde des introspection.

Fuyustuki, vice-président de la NERV et bras droit de Gendo Ikari est mystérieusement kidnappé. Son ravisseur n'est autre que Ryoji qui travaille pour la SEELE, mystérieuse organisation qui supervise dans l'ombre les agissements de la NERV. Les membres de la SEELE soupçonnent le Commandant Ikari de chercher à trahir la SEELE et d'agir pour ses propres fins. Au cour de son interrogatoire, Fuyutsuki se souvient de sa première rencontre avec Gendo, avant que ne se produise le Second Impact.

Fuyustuki, vice-président de la NERV et bras droit de Gendo Ikari est mystérieusement kidnappé. Son ravisseur n'est autre que Ryoji qui travaille pour la SEELE, mystérieuse organisation qui supervise dans l'ombre les agissements de la NERV. Les membres de la SEELE soupçonnent le Commandant Ikari de chercher à trahir la SEELE et d'agir pour ses propres fins. Au cour de son interrogatoire, Fuyutsuki se souvient de sa première rencontre avec Gendo, avant que ne se produise le Second Impact.

L'Unité-01 de Shinji est désormais congelée suite à l'épisode avec le 15ème Ange. C'est donc sur Rei et Asuka que repose la tâche de repousser toute attaque éventuelle. Mais Asuka ne parvient plus à se synchroniser avec l'Unité-02. Tourmentée par le passé, qui nous est peu à peu dévoilé, elle se sent infériorisée par rapport aux autres Children, et adopte un comportement hystérique. Alors qu'elle est en pleine crise, le 16ème Ange déclenche son attaque. Son objectif désoriente tout le QG de la NERV: l'Ange tente d'établir un contact de niveau 1 avec Asuka afin de pénétrer son cœur et son esprit.

La psyché d'Asuka est réduite à néant depuis son affrontement avec Arael. La jeune adolescente a quitté la maison de Misato et loge chez la déléguée de sa classe. Elle est en proie à tous les cauchemars de son passé et devient incapable de piloter (son taux de synchronisation étant à zéro). Misato se rend compte que la NERV est bien autre chose que ce qu'on a bien voulue lui expliquer. Après avoir reçu une puce contenant des informations sensibles de Ryoji, elle veut découvrir la véritable nature des Evangelions et des activités menées par Gendo et Ritsuko. Elle décide d'attendre Ritsuko au cœur du Geo-Front, arme à la main, afin d'obtenir la réponse à ses questions lorsque...

La SEELE a envoyé à la NERV un nouveau pilote, le Fifth Children, pour remplacer Asuka qui s'est enfuie et dépérit à vue d’œil. Son nom est Kaworu Nagisa. Garçon étrange, il se lie d'amitié avec Shinji et se présente à Rei comme son "semblable". Sa synchronisation avec l'Eva d'Asuka est parfaite. Son analyse des gens qui l'entourent est perçante. Misato, cherchant à en savoir plus, découvre que tous les fichiers le concernant ont été effacés depuis longtemps déjà. Pour quelle obscure raison ?

Tous les Anges ont été vaincus. Gendo annonce à Rei que l'heure est venue pour elle de trouver sa place dans le projet pour lequel il l'a conçu. Shinji vit les premiers instants du Plan de Complémentarité de l'Homme et s'abandonne au monde du repli qu'il a désiré.

En l'an 2016, l'A.T.Field de l'espèce humaine s'abolit et les cœurs s'ouvrent pour ne faire qu'un. Le dilemme d'une bifurcation sans retour hante celui par qui le processus s'étend. N'existe-t-il pas en un lieu, en un temps, un Shinji qui ne soit pas pilote d'Evangelion ?