Quinze anos após o catastrófico Segundo Impacto, a humanidade está sob cerco de seres angelicais colossais conhecidos como Anjos, que atacam Tóquio-3 um após o outro. Apesar de empregarem suas armas e estratégias militares mais avançadas, a humanidade é impotente contra eles. A única esperança reside na NERV, uma organização secreta liderada pelo frio Gendou Ikari. A NERV opera robôs humanoides gigantes chamados Evangelions, equipados com armas de ponta e barreiras protetoras chamadas Campos de Terror Absoluto, para combater os Anjos.
Após anos de abandono por seu pai, Shinji Ikari, de 14 anos, retorna a Tóquio-3. Ele constantemente luta com traumas profundos por ter perdido sua mãe e pela negligência emocional de seu pai. Com medo de criar laços, a vida de Shinji muda quando ele conhece Misato Katsuragi, de 29 anos, uma oficial de alto escalão da NERV que lhe oferece o afeto maternal que ele nunca conheceu.
Um ataque repentino de um Anjo força Shinji a agir, revelando o verdadeiro motivo de Gendou para chamá-lo: Shinji é o único que pode pilotar efetivamente a Unidade Evangelion-01, um novo robô que sincroniza com seus sinais biológicos. Apesar do severo tormento psicológico de pilotar um Evangelion, Shinji defende Tóquio-3 da ameaça angélica, alheio aos planos obscuros de seu pai.