15年前，一場前所未有的大災難「第二次衝擊」席捲全球，導致半數人類死亡，並在世界各地留下了嚴重的破壞痕跡。15年後的日本，14歲的少年碇真嗣被三年未見面的父親碇源堂召到第3新東京市。當真嗣在等待接駁時，他看到聯合國軍隊正與稱為「使徒」的巨大神秘生物激烈交戰。使徒展開了一種類似防護罩的「AT力場」，成功擋下了所有攻擊。真嗣受到波及陷入危機，前來接迎的葛城美里將他救出，並帶他前往特務機關NERV本部。真嗣與久別重逢的父親相見後，立即被帶往參觀巨大人型兵器「終極泛用人型決戰兵器 人造人福音戰士」（簡稱EVA）的初號機，並被要求駕駛初號機與使徒對抗。儘管真嗣反抗，但在看到替補他的女性駕駛員綾波零受傷後，他終於否定了逃避念頭，決意出擊。
真嗣在沒有受過任何訓練的情況下成功啟動初號機，至地面與使徒對峙。然而，由於操縱不靈活和恐懼，他毫無招架之力，AT力場也未展開，結果被使徒痛擊至無法動彈。真嗣失去意識後，初號機自行動起來，癒合斷手並展開AT力場，如野獸般擊倒使徒。使徒自爆後，初號機仍毫髮無傷。昏迷中的真嗣做了一段耐人尋味的夢，後來在醫院醒來。
雖然真嗣完成了任務，但父子間的關係依舊僵持。真嗣被安排在NERV住下來，不過美里主動請命上級讓真嗣搬到她的公寓，真嗣也開始在新的中學上課。轉學第一天，真嗣被同學冬二因其妹妹在使徒事故中受傷為由毆打，讓他更加無法對駕駛EVA感到自信。第5使徒來襲時，真嗣因沮喪和前次出戰的恐懼而表現不佳，沒多久就被壓制無法反擊。戰鬥到一半時，未避難的冬二和劍介差點被波及，美里要真嗣保護兩人後撤退。但真嗣反覆告訴自己不能逃避，在能源所剩無幾時奮不顧身使用高震動粒子刀與使徒硬碰硬。最終，真嗣在初號機腹部被貫穿的情況下破壞使徒的「核」將其消滅，但本人也幾近崩潰。事後，真嗣因違反軍令的行為遭到美里訓斥，心灰意冷之下離家出走，之後被帶回。
真嗣回到NERV後，受託將新的通行證交給零，因此與她有了意外的近距離接觸。然而，零始終對真嗣相當冷淡，甚至因真嗣抱怨源堂的事而打了他。之後第6使徒來襲，真嗣奉命出擊，但馬上遭到高能量攻擊，性命垂危。第6使徒開始轉換型態，將鑽頭向地下都市的NERV本部鑽去，預計抵達時間不到半天。由於無法使用EVA與使徒近身戰鬥，N2炸彈又會波及本部，美里決定啟動屋島作戰計劃，由EVA操作戰略自衛隊秘密試作的陽電子炮狙擊使徒，並徵調全國電力作為能源。
真嗣甦醒後馬上被告知作戰計劃，不由得又陷入抗拒。美里於是帶他到最底層，讓他見識NERV為避免第三次衝擊發生而拼命守護的對象——第2使徒莉莉絲。在美里的說服下，真嗣同意再次出擊。因零號機未經調整，射擊的責任交給初號機，零則駕駛零號機持盾掩護。作戰開始，美里先命令炮火全開轉移使徒注意力，爭取時間讓陽電子炮瞄準並射擊。雖然命中了核，但使徒激烈變形後復原，並予以反擊。初號機受到衝擊，真嗣一時之間啜泣不止。源堂下令改由零射擊，但美里選擇相信真嗣，真嗣振作後撿起陽電子炮繼續任務。使徒發射第二波攻擊，零號機持盾勉強擋下，讓真嗣有機會開炮，成功消滅使徒。使徒死後的一片狼藉中，真嗣讓零號機的插入栓釋出，並急忙打開插入栓查探零的狀況。零無大礙，面對喜極而泣的真嗣不知如何應對，真嗣告訴她只要露出笑容就好，零於是對著他一笑。
在月球上的NERV第七支部，一名赤裸的少年渚薰從一連串的箱子其中之一起身，從SEELE得知現況後，說「竟然又是第三個啊」，表示期待著與真嗣見面。
