Akcja odbywa się w odległej przyszłości. Ziemia jest zniszczona, więc ludzkość przeniosła się w przestworza, do unoszącej się wysoko na niebie fortecy Plantation. Dzieci, które są tu wychowywane żyją „pod kloszem”, co oznacza, że nie wiedzą nic o zewnętrznym świecie. Całe ich życie kręci się wokół wykonywania przydzielanych misji. Ich wrogami są stwory zwane Kyōryū. Dzieci zamieszkujące Plantation walczą z dziwnymi kreaturami wykorzystując do tego roboty, Franxx. Bohaterem anime jest chłopiec imieniem Hiro, o pseudonimie Code:016. Choć miał wielki potencjał, nie dorównuje swoim koleżankom i kolegom. Nie może nawet pilotować robota, a co za tym idzie, jego obecność jest zbędna. Pewnego dnia na jego drodze staje dziewczyna Code:002,określona mianem „Zero Two”. Na jej głowie wyrastają dwa rogi.