Misato et son groupe anti-NERV, Wille, arrivent à Paris rougie par la core-ization. L'équipage du vaisseau Wunder atterrit sur une tour de confinement. Ils ont 720 secondes pour remettre la ville sur pied. Une horde de NERV Evas apparaît et l'Unité Eva 8 améliorée de Mari doit l'intercepter. Entretemps, Shinji, Asuka et Rei flânent au Japon.

14 ans se sont écoulés depuis la fin du second film, Asuka est chargée, en compagnie de Mari, de récupérer le Tesseract dans lequel est scellé l'EVA-01, lorsqu'elle est intercepté par le système d'auto défense chargé d'empêcher quiconque de récupérer l'EVA-01, et sera sauvé par celle-ci. De retour de l'intérieur de l'EVA, Shinji se rend compte que beaucoup de choses ont changé, il est désormais considéré comme un criminel, retenu prisonnier par ses anciens amis de la NERV qui forment désormais l'organisation WILLE dont le but officieux est de détruire la NERV et d'empêcher de nouveau impacts.

Sous l'attaque constante de monstrueuses créatures appelées Ange, qui cherchent à éradiquer l'humanité, l'agence spéciale NERV des Nations Unies, ajoute deux nouveaux pilotes d'EVA pour aider à défendre la ville de Tokyo-3 : la mystérieuse Mari Illustrious Makinami et l'intense Asuka Langley Shikinami. Pendant ce temps, Gendo Ikari et la SEELE avancent en secret sur un projet qui concerne Rei et Shinji.

Shinji Ikari, quatorze ans, se rend à Tokyo-3 sur invitation de son père, qu'il n'a pas revu depuis ses 3 ans. Il est loin de se douter qu'il sera impliqué dans un conflit qui pourrait bien signifier la fin de l'humanité quoi qu'il arrive…