Di dunia pasca-apokaliptik yang dikuasai oleh "Bentuk Kehidupan Mesin" buatan alien, umat manusia bersiap untuk pertahanan terakhirnya. Terpaksa mundur ke Bulan demi keselamatan, manusia menggantungkan harapan mereka pada sekelompok android buatan manusia yang dikenal sebagai tentara YoRHa. Dipimpin oleh android pertempuran serba guna YoRHa 2-gou B-gata "2B", grup ini akan berjuang untuk merebut kembali kendali Bumi dari penjajahnya. Saat perang melawan mesin berkecamuk, YoRHa perlahan mulai melihat pecahan pertama kebenaran yang mendasari konflik brutal tersebut. Menghadapi kenyataan pahit di hadapannya, prajurit 2B yang tak tergoyahkan mulai mempertanyakan keberadaannya dan seberapa banyak dia harus berkorban demi kemanusiaan.