I en ødelagt post-apokalyptisk fremtid er jorden blitt en desolat ødemark. Menneskehetens siste tilfluktssteder er mobile festningsbyer kjent som Plantasjoner, som forsvares av gigantiske roboter kalt FRANXX. Disse mechaene kjemper mot de massive rovdyrklaxosaurene som nå herjer på land. Tidligere pilot Hiro ville vært ute i kamp mot dem dersom han ikke hadde gjort et fatalt feiltrinn. Men et tilfeldig møte med en mystisk hornet jente vil snart endre løpet av livet hans – og hans skjebne som pilot av FRANXX.
