他们拥有梦想。
总有一天，飞向广阔天空的梦想。
知晓被玻璃遮盖的这片天空有多么遥远。
遥远的未来。
人类在荒废的大地上建设了移动要塞都市“种植园”，并讴歌着文明。
在那当中建造的驾驶员居住设施“米斯特汀”，通称“鸟笼”。
孩子们就住在那里。
对外面的世界一无所知。
对自由的天空一无所知。
他们被告知的使命，只有战斗而已。
敌人是一切都被谜团覆盖的巨大生命体“叫龙”。
为了对抗尚未见过的敌人，孩子们乘上被称为“FRANXX”的机器人。
他们坚信，乘坐其中，就是对自己存在的证明。
有一位曾被称作神童的少年。
代号016。名字是广。
但他现在却跌落谷底。
是不被人需要的存在。
如果没有乘上FRANXX，就如同不存在一样。
在这样的广面前，某天，一位被称作02的神秘少女出现了。
她的额头，长着两根艳丽的角。
“——找到了哦，我的DARLING”

1000年后的世界，日本的孩子们正不断地消失，只存在想象中的恐怖动物与人类展开殊死战斗。反乌托邦式的未来超级社会“新世界”，是口吐真言凭藉“咒力”就能移动物体的人类，与有着等同于普通人智力的生物“化鼠”共存的世界。乍看之下一切和平，但“新世界”的孩子们的行动被彻底地控制和管束着，不合适的记忆被消去，被认为有问题的孩子，如同不良产品般被分开处理。因为一些违反规则的小事而莫名地失去不少朋友的主人公渡边早季，卷进了人类与化鼠之间的战争。

为了终结“影时间”而与暗影们战斗的主人公结城理一行人，在经历过失去同伴与家族之痛以后，逐渐都找到了自己战斗的意义，这时在理的面前出现了迷之转校生·望月绫时，命运的齿轮再次转动。

1972年，阿波罗17号登月计划在月球发现连接地球与火星的古代文明遗产“超空间门（ハイパーゲート）”。随后地球向火星派出了以雷列加利亚博士（レイレガリア博士）为首的调查团。在火星上发现古代火星文明的“Aldnoah”科技。伴随着火星殖民进程与科技垄断主张，火星开拓民与地球之间的摩擦越发扩大。

1985年，雷列加利亚博士在火星成立“薇瑟帝国”并称帝。1986年，地球为对抗火星而组建联合政府。1999年，雷列加利亚之子，第二任皇帝基尔泽利亚（ギルゼリア）对地球宣战，却在侵略期间死于因超空间门失控而摧毁月球的灾难“Heaven's fall”。2000年，火星与地球停战。

2014年，已经休战十余年的地球与火星正在进行和平谈判。另一方面，基于地球与火星再战的假设，格斗技与人形战斗兵器先后进入地球的义务教育，居住于日本新芦原市的高中生界冢伊奈帆，就是成长于斯的其中之一。

与此同时，薇瑟帝国公主艾瑟依拉姆·薇瑟·艾莉欧斯亚（アセイラム・ヴァース・アリューシア）以亲善大使的身份访问地球，在其身后目送其离开的则是于地球出生而在火星上长大的少年斯雷因·特洛耶特（スレイン・トロイヤード）。然而，她的游行车队随后在新芦原市遭到薇瑟帝国间谍的导弹攻击，前线的火星骑士将其视为地球的宣战公告，纷纷将停驻于地球卫星轨道的扬陆城降落地球，对世界各国展开攻击，地球与火星间的战火再次爆发。

从很小的时候起，在母亲的引导和教导下，有马公生（花江夏树 配音）便将成为优秀的钢琴师当做了自己的毕生理想，一路走来，亦斩获了不少佳绩。不幸的是，在11岁那年，有马的母亲去世了，而有马亦再也无法听见自己所演奏的琴声，如此一来，他同自己最初的梦想渐行渐远。
在念初三那年，一位名叫宫园薰（种田梨沙 配音）的女生出现在了有马的身边，薰演奏的乐器是小提琴。很快，有马便被薰身上所散发出来的才情和热情所吸引了。让有马没有想到的是，薰竟然指定有马成为她比赛中的伴奏，在薰的影响下，有马渐渐重燃了对于钢琴的热爱，他和薰之间的距离也因此越来越近。