Quan feia quinze anys que no se'n sabia res, els misteriosos àngels, els éssers que a principis de mil·lenni van amenaçar d'exterminar la humanitat, han tornat a sembrar el pànic a la Terra. Ni tan sols les forces de l'ONU poden evitar que ataquin Tòquio 3. Enmig de la situació d'alarma, en Shinji Ikari, de 14 anys, està a punt de retrobar-se amb el seu pare després d'una llarga separació. L'únic que en sap és que treballa en un organisme del govern japonès que es diu NERV. La capitana Misato Katsuragi l'acompanyarà al quarter general de la institució, que és subterrani, però el que en Shinji ignora és que està destinat a convertir-se en l'última esperança de la humanitat com a pilot dels evangelions, el projecte ultrasecret de NERV i única arma amb possibilitats de derrotar els àngels. En el seu primer combat ja s'haurà d'enfrontar, tot sol i sense cap preparació prèvia, a un d'aquests enemics gairebé invencibles.

El primer intent d'en Shinji de pilotar un evangelion no acaba del tot bé: l'àngel causa greus danys a la màquina i el seu pilot es desperta a l'hospital amb uns records de la batalla bastant borrosos. La ciutat mentrestant es recupera de la destrucció que han provocat tant l'Evangelion com l'àngel. Una Misato molt contenta, en canvi, decideix no deixar en Shinji tot sol i acollir-lo a casa seva. És la primera vegada que en Shinji té motius per estar content des que el seu pare es va tornar a posar en contacte amb ell. Però, de sobte, l'envaeix el record del combat amb l'àngel i de la terrible capacitat de destrucció de l'Evangelion que pilota.

En Shinji, malgrat els dubtes, continua entrenant-se i aprenent a pilotar els evangelions. També han començat les classes a la seva nova escola, però, de moment, no hi ha fet amics. És clar que tot canvia quan els altres alumnes descobreixen que pilota un evangelion. De sobte, li surten molts admiradors, encara que també un parell d'enemics. Després d'un encontre desagradable amb un company d'estudis, en Shinji es veu obligat a tornar a combatre, i aquest cop contra un àngel més perillós que l'anterior. Haurà d'oblidar els remordiments i el dolor per derrotar aquest nou enemic i protegir la gent que l'odia.

En Shinji té por tant dels que l'envolten com d'ell mateix, i decideix fugir de la Misato, de NERV i de tot el que fa. Un cop sol com abans, pensa en les raons que pot tenir per pilotar els evangelions i per tornar o no a NERV. Mentrestant, els agents de l'organisme el cerquen per tot arreu i, quan finalment el troben, no li expressen cap mena d'alegria, sinó només indignació. En Shinji està a punt de veure com s'acaba la seva curta però turbulenta col·laboració amb NERV, però potser trobarà la força que li cal en dues noves amistats.

En Shinji descobreix noves informacions sobre la Rei que el sorprendran. La primera, és clar, és la vinculació de la noia amb el seu pare. Apareix el cinquè àngel, Ramiel, que derrotarà en Shinji i començarà una incursió per la base subterrània del NERV que portarà conseqüències insospitades.

La Misato elabora una estratègia per derrotar en Ramiel, malgrat que sap que té poques possibilitats i, sobretot, poc temps. Com ja es podia esperar, en Shinji serà l'encarregat de provar aquesta estratègia i agafarà el prototip de fusell de positrons per disparar-li.

A la Ritsuko i a la Misato les conviden a una demostració d'un prototip de combat amb generador propi. Després d'alertar contra aquesta màquina i quedar en ridícul davant de tothom, la Ritsuko sabotejarà la computadora per fer que aquest nou experiment falli.

La Misato convida en Shinji i els seus dos amics a una suposada passejada que es converteix en un viatge fins a una flota de vaixells de guerra. Allà coneixeran l'Asuka i en Kaji, dos pilots que, a més, sembla que tenen un passat comú amb la Misato.

L'Asuka comença a anar a la mateixa escola que en Shinji i tot just arribar es transforma en un dels nous més populars de l'institut. I el setè àngel acosta l'ofensiva dels EVA, que serà un fracàs. L'Asuka demostrarà llavors què és capaç de fer i l'enviaran a viure amb la Misato i en Shinji.

L'escola organitza una excursió extraescolar a les platges d'Okinawa, però a en Shinji, l'Asuka i la Rei no els és permès anar-hi per si arriba un nou àngel. Dit i fet, es descobreix un embrió d'àngel al naixement d'un volcà i l'Asuka s'encarregarà de la missió. Al final tot seran complicacions.

Una apagada general deixa Tokio 3 en estat d'alerta; a més, els generadors independents del NERV tampoc funcionen. Sembla que hi ha una mà negra darrere d'aquest fet. Just perquè arribi el novè àngel...

En un flashback del passat veiem quan la Misato tenia 15 anys i va ser salvada d'una mort segura. La cicatriu que li va quedar d'aquella experiència farà que no pugui oblidar mai el que va passar. Sobretot el dia que, per fi, li arriba l'ascens al NERV. Malgrat la festa de celebració, hi haurà un esdeveniment que ho canviarà tot.

La Ritsuko ensenya una nova tècnica de digitació a la seva assistent, la Maya Ibuki. Li explica com funciona el Magi, el sistema dissenyat per la doctora Akagi, mare de la Ritsuko. La creadora li va explicar que cada part representa una fase de la seva personalitat: la científica, la mare i la dona.

SEELE, l'organisme supervisor del NERV, fa un resum dels combats contra els 10 primers àngels i s'explica com van ser derrotats, malgrat que l'ONU encara investiga si n'hi ha hagut 10 o 11. D'altra banda, al NERV se segueix amb els experiments sobre l'intercanvi d'unitats.

Amb motiu d'una nova boda d'un antic company d'estudis, la Misato, la Ritsuko i en Kaji tornen a reflexionar sobre el seu futur personal. En Shinji i en Gendo es comuniquen mútuament més que de costum. Una visita a la tomba de la mare d'en Shinji ha renovat el vincle entre el pare i el fill. La Misato, mentrestant, revela l'autèntica raó per què en Kaji li agrada.

En Shinji comença a creure's que és un bon pilot d'evangelions. El seu índex de sincronització i la seva autoestima augmenten amb cada elogi que li fan. Però, per desgràcia, l'excés de confiança el fa caure en un nou parany dels àngels. Es troba atrapat dins l'evangelion, sense poder-ne sortir i amb els recursos interns esgotant-se a poc a poc. La seva mort sembla imminent, però la resta del NERV fa tot el que pot per arrencar-lo de les urpes de l'àngel.

El NERV i l'Informe Marduk, finalment, han establert qui ha de ser el pilot de l'Evangelion 03, i la decisió és totalment inesperada. La identitat del quart infant, efectivament, deixa tota l'organització astorada. En Shinji és l'únic que encara no en sap res i continua concentrat en les seves activitats habituals. Descobreix, entre altres coses, l'estrany però relaxant passatemps d'en Kaji. Esclar que, amb la recent destrucció del Quarter General del NERV 2, la tranquil·litat no pot durar gaire.

Finalment, el NERV rep l'Evangelion 03 i comencen els vols de prova amb el nou pilot. Però el destí torna a reservar sorpreses desagradables a l'organització: un àngel s'apodera de la nova unitat i sembra el caos. L'Asuka i la Rei no poden fer res per aturar l'evangelion descontrolat. Només en Shinji el podrà neutralitzar abans que destrossi el Quarter General del NERV 3. Haurà de lluitar contra un oponent que ni tan sols coneix, però sent que un inquietant lligam l'uneix al pilot. Però en Gendo Ikari no pensa igual i és capaç de qualsevol cosa per tal de protegir els interessos del NERV i de SEELE.

En Shinji, desesperat de ràbia en veure el cos destrossat del quart infant, amenaça d'arrasar tot Tòquio 3 amb el sistema d'autodestrucció del seu evangelion, però no ho aconsegueix i, indignat per les accions del seu pare, decideix abandonar immediatament NERV i el pilotatge. Però la seva "jubilació" serà breu, perquè un altre apòstol sembla estar a punt de posar en perill no tan sols el NERV sinó tota la ciutat i fins i tot els refugis de víctimes civils. En Shinji ha d'escollir entre l'orgull i la consciència, però no té ni idea que la decisió que prengui el portarà per un camí sense tornada.

En Kaji, desesperat per descobrir la veritat, decideix córrer un risc que li pot costar molt car. El resultat és que es descobreix el passat d'en Gendo, de la Yui, la seva difunta dona, i d'en Fuyutsuki. A finals del segle passat, s'havia format un discret triangle amorós, però el Segon Impacte i els esdeveniments que el van seguir ho van canviar tot per sempre. En Kaji fins i tot aconsegueix desvelar part del passat ocult de la primera filla, la Rei Ayanami, però la Misato no li perdonarà el seu perillós joc.

La inestabilitat de l'Evangelion 01 cada vegada és més evident, i el fet que l'Asuka ja no tingui tanta confiança en si mateixa com abans, també. En Shinji la supera repetidament, no té ningú a qui pugui confiar els seus temors i els records que sempre ha intentat ofegar comencen a perseguir-la en forma de somnis. De tota manera, l'últim apòstol és molt pitjor que un malson: pot destruir l'Evangelion 02 i la seva pilot. Els responsables del NERV han de prendre una decisió molt difícil, que pot significar el sacrifici d'una de les seves millors armes.

La inestabilitat de l'Evangelion 01 cada vegada és més evident, i el fet que l'Asuka ja no tingui tanta confiança en si mateixa com abans, també. En Shinji la supera repetidament, no té ningú a qui pugui confiar els seus temors; i els records que sempre ha intentat ofegar comencen a perseguir-la en forma de somnis. De tota manera, l'últim apòstol és molt pitjor que un malson: pot destruir l'Evangelion 02 i la seva pilot. Els responsables del NERV han de prendre una decisió molt difícil, que pot significar el sacrifici d'una de les seves millors armes.

En Kaworu Nagisa és el cinquè infant i el pilot provisional de la Unitat 02. És enigmàtic però simpàtic. Es guanya la confiança d'en Shinji i deixa la Rei una mica desorientada amb les múltiples facetes de la seva personalitat. Però les aparences enganyen i, quan l'autèntica essència d'en Kaworu amenaça el mateix cor del NERV, en Shinji l'ha de perseguir per, finalment, arribar a un dilema en què es pot decidir el futur de tota la humanitat.

Ja no queda ni un apòstol i en Shinji té el futur de la humanitat a les mans. El Tercer Impacte és una realitat i el pilot ha de fer un viatge, tot sol, fins al fons de la seva ment per descobrir qui és i què vol realment. Els altres pilots, els seus superiors i els seus amics seran objecte del seu examen, i la decisió que prengui pot dependre del que li diguin amb el cor.

Des de percepcions de la realitat i dimensions diferents, en Shinji ha d'intentar valorar com viu la vida i decidir si vol continuar pel mateix camí o no. Finalment, decideix salvar el món de la destrucció, però la salvació o la condemna de la seva ànima dependran de si el torna a llançar a la foscor.