在舊北極的伯達尼基地，被解剖的第3使徒逃脫封印，隨後由真希波駕駛EVA暫設5號機迎擊。5號機在受到重創後破壞使徒核心，插入栓脫離、機體自爆。鏡頭轉到第3新東京市，碇真嗣與父親源堂到母親碇唯的墓碑前掃墓。回途中第7使徒來襲，明日香駕駛EVA2號機登場迎擊，成功將其殲滅。之後，明日香與真嗣一樣搬到了葛城美里家，並轉學到同一所學校。
加持良治邀請真嗣、綾波零、冬二、劍介以及明日香參觀將紅色海水還原的機構，真嗣從加持的話語中了解到美里加入NERV的原因是第二次衝擊。第8使徒在衛星軌道上出現並發動重力攻擊，美里制定了三架EVA共同作戰計畫。在使徒快要墜落於第3新東京市時，初號機（真嗣）用A.T.力場承接，核心由零號機（綾波）固定，2號機（明日香）將其擊破。初號機和零號機都受了嚴重損傷，修理期間真嗣等人度過了一段快樂的校園時光。另一方面，月球表面的塔布加基地正在建造一台新的EVA。
NERV北美第2支部進行的EVA4號機試驗導致支部被毀滅。之後3號機移交至日本，並安排於松代進行啟動實驗。因「梵諦岡條約」規定一國只能有三架EVA，2號機遭到封印，明日香轉而擔任3號機啟動實驗的測試駕駛員。實驗當天，明日香搭乘的3號機被使徒入侵並引起爆炸。之後認定為第9使徒，源堂命令初號機出擊，真嗣因為知道明日香在插入栓內而無法出手。最終在源堂的命令下初號機由傀儡系統操控，以暴力的方式將3號機分屍並咬碎3號機插入栓（使徒核心）。奇蹟生還的明日香因可能遭受使徒的精神污染而被隔離。自責的真嗣決定不再駕駛EVA並離家出走。
最強的拒絕型第10使徒來襲，秘密入境的真希波駕駛2號機在地下空間迎擊使徒。第10使徒的A.T.力場非常強，即使2號機變身獸化第2形態仍然不敵。之後零號機手持N2航空誘飛彈零距離攻擊使徒核心也失敗了。結果零號機被使徒捕食，吸收了零號機和綾波的第10使徒變成人型。目睹使徒造成的慘狀及零號機被捕食後，真嗣決定駕駛初號機出擊。經過一番戰鬥，初號機電源耗盡，活動停止。在真嗣喊出「把綾波……還給我！」之後，初號機覺醒成「接近神的存在」（疑似神化第1覺醒形態），拘束具脫落。依靠這力量完全壓制第10使徒，並從使徒中救出綾波。最終變身為「光之巨人」（疑似神化第2形態），引發第三次衝擊。
渚薰駕駛6號機（Mark.06）趕到，以卡西烏斯之槍貫穿初號機，第三次衝擊因此中止。
