Di Masa depan yang jauh, 5012.
Invasi udara yang tiba-tiba ke Bumi oleh < Alien > dan kreasi mereka <Bentuk Kehidupan Mesin> membawa umat manusia ke jurang kepunahan. Manusia yang selamat berlindung di bulan untuk mengatur serangan balik menggunakan tentara <android> untuk merebut kembali Bumi. Namun, perang mencapai jalan buntu karena <Bentuk Kehidupan Mesin> terus berlipat ganda tanpa batas. Pada gilirannya, umat manusia menyebarkan unit baru tentara android sebagai senjata pamungkas: <YoRHa> Baru dikirim ke Bumi <2B> bergabung dengan <9S>, analis yang saat ini ditempatkan di sana, yang mana di tengah misi, mereka menghadapi segudang fenomena misterius… Ini adalah kisah tentang <android> tak bernyawa dan perjuangan tanpa akhir mereka demi umat manusia.