En el futuro lejano del año 5012, la Tierra es invadida por extraterrestres y sus creaciones, formas de vida mecánicas, llevando a la humanidad al borde de la extinción. Los supervivientes humanos se refugian en la luna y envían androides de combate (YoRHa) para luchar contra las máquinas en la Tierra. La historia sigue a los androides 2B y 9S mientras se enfrentan a fenómenos misteriosos en su misión por la supervivencia de la humanidad.