本作首次将高达系列的舞台放到了名为“宇宙纪元”的世界中，在这个时空下，人类分为在地球土生土长的“自然人”以及被称为“调整者”的基因改造人类。故事剧情的主要矛盾冲突由自然人对调整者的能力的嫉妒和憎恶派生，进而产生仇恨，最终几乎所有调整者都移民到了外太空，在由他们自己设计名为P.L.A.N.T.的巨大轨道空间殖民地内，自号为“P.L.A.N.T.”并过着田园诗般的生活。但是地球和P.L.A.N.T.之间最终还是爆发了战争。

地球分为两个主要派系：“地球联合”由大多数自然人国家组成，主要是欧亚联邦和大西洋联邦，以及一个被称为“蓝色宇宙”的自然人至上主义团体，其口号是“为了保护我们的蓝色和纯净的世界”。“地球联合”不是一个统一的联盟，各民族国家之间存在着各种内斗和不信任；第二个主要的地球国家是欧普联合首长国，一个坚定的政治中立和孤立主义国家，位于由世袭君主制统治的小太平洋岛屿上，而且其公民中包含有部分调整者。

在故事开始前，发生了两件大事，其一是被称之为“血之情人节”的悲剧。事件中，隶属于P.L.A.N.T.的一个空间殖民地“尤尼乌斯7号”被地球联合的核弹摧毁；其二是P.L.A.N.T.发起了反击，将中子干扰器深埋在地壳中，使所有的核反应、远程雷达和无线电都被干扰而不能运作，进而导致地球大部分地区没有电力和通信，并使得机动兵器需要依赖可充电电池来驱动。

P.L.A.N.T.是一个技术强国，尽管人口非常少，但是开发了许多新技术使得能够与地球方面相匹敌。而对机动兵器的开发使得他们在战争开始时占尽优势。

故事开始于中立的欧普联合所拥有的太空殖民地赫立奥波利斯，秘密开发了5台先进的机动战士，用于投入地球联合的部队，以换取他们的技术数据与中立的欧普联合军队进行共享。此外，赫立奥波利斯还为地球联合军建造了一艘独特的航母战列舰——“大天使”号作为5台机动战士的母舰。该殖民地遭到调整者军队扎夫特部队的攻击，其目的是窃取新型的机动战士。在扎夫特军入侵期间，一名欧普联合的学生，同时也是调整者的基拉·大和在看到朋友处于危险之中时，驾驶GAT-X05“突击高达”以抵挡入侵者，但在随后的战斗中，殖民地遭到严重破坏。随着赫立奥波利斯的解体，幸存者们登上了“大天使”号，开始了他们前往阿拉斯加地球联合基地的旅程。在前往阿拉斯加的旅程中，基拉驾驶突击高达击退了一系列来自扎夫特军的袭击，但在与他童年好友阿斯兰·萨拉的一次战斗中，双方差一点都被对方击杀。基拉在袭击中幸存下来，并由一名盲人牧师带到一个P.L.A.N.T.太空殖民地，在调整者家中修养。在此期间，大天使号抵达了阿拉斯加，但是扎夫特军对那里发起了全面攻击，压倒性的击退了地球联合部队。

在地球联合即将溃败的时候，基拉驾驶ZGMF-X10A“自由高达”前往阿拉斯加，这是一台搭载有高度先进的核动力和反中子干扰器的扎夫特机动战士，由P.L.A.N.T.最高评议会主席西盖尔·克莱因的调整者女儿、P.L.A.N.T.流行歌星拉克丝·克莱因授意偷走。利用自由高达，基拉结束了扎夫特和地球联合两军之间的战斗，但阿拉斯加基地随后还是被摧毁了。大天使号最终逃亡了中立国欧普联合。最终大天使号和新造舰“草薙”号离开地球进入太空，之后他们与拉克丝·克莱因领导的P.L.A.N.T.反对派和他们窃取的扎夫特军新造战舰“永恒”号（原本用于支援扎夫特军造机动战士用）汇合，共同组成“三舰同盟”以结束自然人与调整者之间战争的共同目标。在冲突中，阿斯兰得知基拉幸存下来并依照命令追捕他以夺回自由高达，与此同时获得了同样强大的原型机动战士ZGMF-X09A“正义高达”。然而，在得知作为P.L.A.N.T.最高评议会激进派领导人的父亲帕特里克·萨拉计划实施种族灭绝之后，阿斯兰抛弃了他的父亲并加入了“三舰同盟”。在最终战斗中，地球联合部队部署了装备有中子干扰器对消技术的核武器，该技术是从自由高达和正义高达动力系统的被盗数据中复制而来的。地球联合部队打算用核武器摧毁P.L.A.N.T.太空殖民地，但被扎夫特的创世纪阻止，这是一种搭载有微波激光器的超级武器，旨在对自然界进行种族灭绝。在三舰同盟的干预下创世纪最终被击毁并结束了战斗。随着和平条约的签署，战争最终结束。

本剧设定在2000年9月13日，南极大陆上发生大爆炸，造成南极的冰川融化、地轴扭曲，随之而来的海平面上升、全球气候异常，加上后来引发的战争等因素，导致世界人口减半。随着接连不断的大规模战争结束，各国军队编入“国联”军队。此次侵袭人类的大灾难被称为第二次冲击，“国联”发表的大灾难原因是“大质量的陨石撞击南极”。实际上却是为了在其他使徒觉醒之前将第一使徒亚当还原成卵的结果，而秘密组织SEELE凭借其巨大影响力隐瞒了事实真相。

SEELE经由《死海文书》获悉了相关讯息，事先采取了一系列措施。使徒拥有强大的A.T.力场(绝对领域)，一般的武器无法消灭它，为阻止使徒毁灭人类而设立Gehirn开发泛用人型决战兵器——人造人Evangelion(简称：EVA)，并且建立起要塞都市——第3新东京市，也是Gehirn总部所在地。Gehirn之后改组为NERV，全力推行人类补完计划。

剧情

剧中的2015年，在被称为“第二次冲击”的全球大灾难过去十五年后，14岁的碇真嗣应其关系疏远的父亲碇源堂的要求来到了未来都市第3新东京市。其父正是特殊准军事组织NERV的司令。在抵达这个城市后，真嗣目击了作战部队对不明物体“使徒”的作战。死海古卷曾预言过使徒这种巨型怪物的觉醒，而NERV的巨型人形生物兵器EVA是唯一能阻止使徒毁灭人类的武器。为了驾驶这种人形兵器，驾驶员必须在EVA内部与其进行神经系统的同步。NERV成员葛城美里护送真嗣进入NERV复杂的地下都市，在那里真嗣的父亲迫使他驾驶EVA初号机对阵使徒。

没有受过训练的真嗣在战斗中很快就被打倒，进而使得初号机失控，并自行野蛮地消灭了使徒。经过住院治疗后，真嗣搬到美里住处并开始在第三新东京市的定居生活。在第二次战斗中真嗣在情绪激动下不顾命令摧毁了一个使徒，但之后被指责而产生负面情绪，并试图逃跑。

最终真嗣面对美里并决定继续担任驾驶员。与此同时，此前在实验中受损的EVA零号机已被修复，而真嗣试图与其驾驶员——神秘而冷漠的14岁女孩绫波丽交流。美里制定的一项名叫“屋岛作战”的作战计划成功的击败了另一个使徒，但驾驶EVA零号机的绫波在战斗中受伤，而真嗣也险些丧命。

NERV的首席科学家赤木律子告知真嗣，被称为第二次冲击的那场全球大灾难并不是像正式报告中提到的那样由流星撞击南极洲造成的，而是第一个出现在地球上的名叫亚当的使徒在南极引发的爆炸。在打倒海上出现的使徒后，EVA二号机的驾驶员——一个同样14岁的女孩惣流·明日香·兰格雷，也搬来同美里和真嗣住在一起。之后真嗣同明日香一起联手击败了一个会分身的使徒。

真嗣班上一个名叫铃原冬二的男孩被选作EVA三号机的驾驶员，但在他第一次进行同步测试时，三号机突然被使徒控制。在真嗣拒绝同被认定为使徒的三号机战斗后，他驾驶的初号机被切断操控，并由独立的模拟插入栓系统所取代，因而初号机野蛮地撕开了三号机并压碎了载有冬二的插入栓。真嗣在这次与被迫对冬二驾驶的三号机进行的作战中心受重伤，并暂时退出驾驶EVA，但为了消灭之后新出现的已经接连打倒明日香和丽的使徒而被迫回归。在接下来的战斗中，明日香因为被使徒进行了心理攻击，失去了自信心陷入了精神崩溃。丽为了救真嗣而启动零号机的自毁系统与使徒同归于尽。当美里和真嗣之后前往医院时，在那里发现还活着的丽，但其自称是“第三个丽”。美里迫使律子透露NERV的黑暗另一面，EVA墓地以及模拟插入栓系统是使用丽的克隆人来运行的。

明日香因意志消沉，精神彻底崩溃而昏迷，来自Seele的少年渚薰取代她成为贰号机的驾驶员。真嗣最初同薰成为好友，但之后发现他其实是最后的使徒。薰与真嗣战斗，并在见到封印在地底深处的莉莉斯之后发觉自己遭到人类欺骗，并且意识到如果人类要茁壮成长，他自己就必须死。他要求真嗣杀了他。而真嗣在犹豫过后最终杀死了薰。这一行为引发了人类的强制进化，被称为“人类补完计划”，所有人类的灵魂都将被合并成一个。在最后一集中，真嗣的灵魂在精神上扭转了他自身存在的理由，并达到一种顿悟，使他能够摧毁整部片中折磨着他的由消极态度和情感所组成的墙。在结尾，真嗣笑着感谢大家，而其他人也都为他鼓掌。

公元1939年9月1日，架空的二战欧洲，专制国家日耳曼尼亚掀起了战争，并很快侵占了欧洲大片领土。公元1940年，为配合非洲的战事，日耳曼尼亚向南侵略，开始威胁阿尔卑斯山山麓的小国埃尔施塔特公国。为抗击侵略，当时的公女菲涅代表大公秘密前往中立国维斯特里亚与不列颠尼亚外相瑞德弗德会面，争取与不列颠建立同盟。

但因公国战事的爆发使得谈判未果，菲涅也被突然闯入的日耳曼尼亚军逮捕。随后菲涅与魔女伊泽塔相遇，伊泽塔是世界上最后在世的魔女，幼时便与菲涅相识。伊泽塔就帮助了菲涅安全回国。在了解当时时局后伊泽塔打算用她的魔法守卫公国。于是在魔法的介入下日耳曼尼亚的侵略计划受阻并打乱。随后公国大公逝世，菲涅继承王位。伊泽塔同时透露魔女的魔力源自地脉，只有在地脉密度较高之地才能发挥力量。在见识到魔法的力量下，日耳曼尼亚秘密开展了找寻魔女的新计划，并找到了曾经与公国结怨的白色魔女佐菲的骸骨。公国也相应的展开了宣传魔女魔法的计划，希望通过魔法的强大震慑日耳曼尼亚。伊泽塔的魔法事迹于是向全世界进行传播。此时公国暂时恢复平静。

不久在诺斯王国召开了同盟国大会，借助伊泽塔击沉日耳曼尼亚航母龙岩的展示，菲涅赢得了与会成员的信任，来自亚特兰大合众国的大使也向总统发电报请求出兵欧洲同时消灭日耳曼尼亚与埃尔施塔特。但同时因为魔法的强大使得人们既惊叹于魔法也产生了恐惧。在击沉航母时地脉的秘密也被日耳曼尼亚得知。日耳曼尼亚加快了进度，透过克隆技术将佐菲复活。并透过伊泽塔的血液唤醒了佐菲的意识。另一方面日耳曼尼亚秘密获取了可吸收地脉能量的半块魔石。但它的使用会减损寿命。一番准备后日耳曼尼亚卷土重来，伊泽塔与佐菲爆发战斗。因魔石的助力伊泽塔被佐菲击败。随后日耳曼尼亚攻占了公国首都，不久公国沦陷。菲涅与大臣逃往阿尔卑斯山藏匿，并奋力救回了伊泽塔。伊泽塔苏醒后，公国方齐克拿出了另半块魔石，伊泽塔为守卫公国接受了魔石。后来菲涅从投诚的贝格曼得知，日耳曼尼亚利用魔女的力量研发了类似核武器的战略兵器，打算摧毁公国以威胁同盟国。但战略兵器仍需要依靠地脉和佐菲的力量控制。

为阻止这场悲剧，带着魔石的伊泽塔再次跟佐菲爆发战斗。伊泽塔已和菲涅商量好，透过吸收欧洲的地脉能量使得魔法不再存在于欧洲，而菲涅赴维斯特里亚将她们的计划告诉同盟国。这也是伊泽塔提出的作战策略。最终佐菲因身体是复制体而无法承受过多的地脉能量聚集而死亡，伊泽塔虽然活了下来但落下双腿残疾，魔法从此在欧洲消失。此后亚特兰大合众国与伏尔加联邦两路出兵日耳曼尼亚。日耳曼尼亚皇帝自尽、帝国覆灭、欧洲最终恢复和平，此后菲涅致力于维护世界和平，伊泽塔则在幼时与菲涅相遇之地静养，菲涅不时会来看望伊泽塔。