Shinji Ikari jatuh ke dalam keadaan koma emosional setelah kematian seorang teman dekatnya. Dengan putranya yang secara mental tidak mampu mengendalikan robot humanoid Evangelion Unit-01, NERV yang dipimpin oleh Gendou Ikari berlomba melawan organisasi bayangan SEELE untuk melihat siapa yang dapat melaksanakan rencana akhir mereka terlebih dahulu. SEELE berambisi menciptakan makhluk seolah-olah dewa dengan menggabungkan jiwa mereka ke dalam unit Evangelion, sementara Gendou ingin mengembalikan seluruh umat manusia menjadi satu makhluk primordial agar ia dapat bersatu kembali dengan Yui, istrinya yang telah meninggal.

SEELE melepaskan pasukan militernya dalam serangan mematikan ke markas NERV. Saat pasukan SEELE membantai ilmuwan dan personel keamanan NERV, Asuka Langley Souryuu mengendalikan Evangelion Unit-02 dalam pertempuran terakhir yang putus asa melawan senjata terberat SEELE.

Pertempuran berkecamuk, dan Shinji yang depresi bersembunyi di dalam markas NERV. Dengan nasib dunia berada di tangan Shinji, Kapten Misato Katsuragi mencari remaja itu saat masyarakat hancur di sekitar mereka.