Uzak gelecekte insanlık, Klaxosaur adı verilen devasa canavarlar tarafından neredeyse yok olmanın eşiğine gelmiş ve hayatta kalan insanları Plantations adı verilen devasa kale şehirlerine sığınmaya zorlamıştır. Burada büyütülen çocuklar, Klaxosaur'lara karşı etkili olduğu bilinen tek silah olan FranXX adlı devasa mecha'ları erkek-kız çiftler halinde pilotluk yapmak üzere eğitilirler. Bu makineleri

Uzak gelecekte insanlık, Klaxosaur adı verilen devasa canavarlar tarafından neredeyse yok olmanın eşiğine gelmiş ve hayatta kalan insanları Plantations adı verilen devasa kale şehirlerine sığınmaya zorlamıştır. Burada büyütülen çocuklar, Klaxosaur'lara karşı etkili olduğu bilinen tek silah olan FranXX adlı devasa mecha'ları erkek-kız çiftler halinde pilotluk yapmak üzere eğitilirler. Bu makineleri pilotluk yapmak amacıyla yetiştirilen bu çocuklar, dış dünya hakkında hiçbir şey bilmezler ve varlıklarını sadece ırklarını savunarak kanıtlayabilirler. Bir FranXX pilotu olmak isteyen Hiro, yetenek testinde başarısız olduktan sonra motivasyonunu ve özgüvenini kaybetmiştir. Sınıfının mezuniyet törenini atlayan Hiro, bir orman gölüne çekilir ve orada kafasından çıkan iki boynuza sahip gizemli bir kızla karşılaşır. Kendini, "Partner Katili" olarak bilinen kötü şöhretli bir FranXX pilotuna ait olduğu bilinen kod adı Zero Two ile tanıtır. Hiro karşılaşmayı sindiremeden, Plantations ani bir Klaxosaur saldırısıyla sarsılır. Zero Two FranXX'i ile yaratığa saldırır, ancak çatışmada ağır hasar alır ve Hiro'nun yakınına düşer. Partnerinin öldüğünü bulan Zero Two, Hiro'yu onunla mecha'yı pilotluk yapmaya davet eder ve ikili, çıkan çatışmada Klaxosaur'u kolayca yener. Yanında yeni bir partnerle Hiro, geçmişteki başarısızlıklarından kurtulmak için bir şans yakalamıştır, ama bedeli ne olacak?