Pilotos infantis criados em laboratório, os Parasitas defendem as Plantações, cidades-fortaleza móveis onde a humanidade se abriga, encarando os monstruosos klaxossauros a bordo de enormes mecha chamados FranXX. Hiro, de código 016, já foi um prodígio admirado, mas perdeu a sintonia com a parceira e, junto com ela, o lugar entre os pilotos. Tudo muda quando ele encontra Zero Two, uma híbrida de humana e klaxossauro com chifres cujos parceiros nunca duram muito, e que o convida a pilotar ao lado dela.