La naturaleza hizo a Ash Lynx un hombre hermoso al que convirtieron en un asesino despiadado y frío. Era un niño fugitivo criado como el heredero adoptado, el ejecutor y juguete sexual de “Papa” Dino Golzine, el señor del crimen de la Costa Este. Sin embargo, cuando Ash cumple los diecisiete años, decide huir de este reino de poder y riquezas para unirse a una banda de matones callejeros. En ese momento conocerá a Eiji Okamura, un joven e inocente fotógrafo llegado desde Japón que caerá en la espiral de orgullo, lujuria, ira y orgullo provocada por el nombre en clave “Banana Fish”.

Tras la impotencia de no poder salvar a Makise Kurisu en esta línea de universo Beta, las vidas de Okabe y el resto tienen que volver a la normalidad. Okabe asiste un día a un seminario y allí conoce al profesor Alexis Leskinen y a Maho Hiyajo, los cuales participaban en el mismo equipo que Kurisu en su investigación sobre Neurociencia en la Universidad Viktor Chondria. Así es como ambos le presentan su proyecto, el sistema “Amadeus” con el que persiguen poder digitalizar los recuerdos de los seres humanos y almacenarlos dentro de un ordenador. Es entonces cuando la vida de Okabe cambiará por completo al descubrir que dentro de Amadeus se encuentra guardada una réplica digital de la ya fallecida Makise Kurisu.

Los chicos sueñan con poder volar algún día por el infinito cielo, aunque son dolorosamente conscientes de cuán lejos está el cielo más allá del cristal que les impide salir volando. En un futuro distante la humanidad ha creado Plantation, una ciudad fortaleza móvil construida sobre las ruinas del mundo y en la que ha florecido la civilización. En la ciudad hay barracones especiales para pilotos llamados Mistilteinn, aunque popularmente se los conoce como "jaulas de pájaros". Allí es donde viven estos chicos... sin saber nada del mundo exterior, sin poder sentir nunca el enorme cielo. Su única misión en la vida siempre fue luchar. Sus enemigos son los misteriosos organismos gigantes conocidos como Kyoryu, a los cuales enfrentan con los robots llamados FRANXX. No saben hacer otra cosa y no se lo plantean, pues creen que este es su propósito único en la vida. entre ellos está un niño al que en su día consideraron un niño prodigio: Código 016, Hiro. Sin embargo, ahora es un fracaso y se lo considera innecesario. Quienes no pueden pilotar un FRANXX es como si no existieran. Un día aparece ante Hiro una chica llamada Zero Two y de su cabeza surgen dos cuernos. "Te encontré, cariño mío"

La historia se centra alrededor de las llamadas "Auto Memory Dolls"; muñecas inicialmente creadas por un científico para asistir a su esposa ciega a escribir sus novelas y, luego, rentarlas a personas que necesitan de sus servicios. Mientras que la función inicial de las Auto Memory Dolls es solo generar las voces a texto, un segundo grupo de personas creó una compañía que renta hermosas y talentosas mujeres quienes, teniendo las mismas funciones que una Auto Memory Doll original, también pueden realizar tareas relacionadas con la milicia o el ejército.

El protagonista, Cho Soran, lleva una vida de estudiante muy normal hasta que se ve involucrado en un terrible incidente que ocurre en un pequeño pueblo. Según pasaba por el cementerio, Cho se ve asaltado por unos zombis, y pensando que van a por él, una misteriosa chica con una espada le salva y desaparece de repente. Este extraño encuentro cambiará por completo el destino de nuestro héroe.