Eles sonham um dia voar pelo céu sem fim, mesmo cientes do quão imenso é o céu além da vidraça que bloqueia seu voo. Futuro distante: a humanidade se estabeleceu na cidade-fortaleza de Plantation, erguida sobre os destroços da guerra, e a civilização floresceu. Nessa cidade, há o Mistilteinn, um quartel de pilotos também conhecido como Gaiola. É lá que as crianças vivem… Alheios ao mundo de fora e da vastidão dos céus. Sua única missão em vida é lutar. Seus inimigos são os Kyoryu, gigantescos organismos misteriosos. As crianças operam robôs chamados FRANXX para enfrentar esses inimigos desconhecidos, crentes de que esse é seu objetivo de vida. Dentre eles, um garoto era considerado um prodígio: Hiro, serial 016. Contudo, agora ele é considerado uma falha, alguém desnecessário. Aqueles incapazes de pilotar FRANXX basicamente não existem. Um dia, uma misteriosa garota chamada 02 aparece para Hiro. De seu rosto, crescem dois curiosos chifres. “Eu te encontrei, meu Querido.”