В 2000 году группа учёных во главе с доктором Кацураги (отцом Мисато Кацураги) совершила экспедицию в Антарктиду, где было найдено гигантское существо из света, которое было названо первым Ангелом, Адамом. Контакт Копья Лонгиния с Ангелом привёл к тому, что впоследствии назвали «Вторым Ударом». Истинная причина Второго Удара была скрыта от общественности, которой была представлена версия о том, что разрушения вызваны сверхмалым метеоритом, столкнувшимся с Антарктидой на скорости, близкой к скорости света. Второй Удар стал ужасным катаклизмом, потрясшем всю Землю. Часть населения планеты погибла; другая погрязла в военных конфликтах. Относительный порядок был восстановлен несколько лет спустя, очевидно, после повышения влияния ООН, организовавшую свою собственную армию.

В противостоянии с Ангелами человечество было представлено таинственными организациями Gehirn и Seele. Впоследствии Gehirn был распущен и преобразован в Nerv и Marduk. Все три организации официально подчинялись комитету из членов Seele, который направлял действия человечества по борьбе с Ангелами. Второй задачей Seele был некий «Проект Совершенствования Человечества», который к концу сериала становится центральным объектом сюжета, так как оказывается, что планы Гэндо Икари — главы Nerv, относительно этого проекта идут в разрез с планами Seele. Таким образом, люди, ранее выступавшие в союзе против их единого врага — Ангелов, сами становятся врагами.

В 2015 году неожиданно появляется третий Ангел и атакует штаб-квартиру Nerv в Токио-3. Для отражения подобных атак Nerv готов использовать Евангелионов — огромных человекоподобных роботов, управляемых сознанием пилотов, специально отобранных институтом Мардук. Единственный действующий пилот Nerv — Рэй Аянами — была ранена и не может сражаться с Ангелом. В это время в Токио-3 прибывает Синдзи Икари — сын Гэндо. Синдзи спасается от разрушений, которые устроил Ангел в городе и встречает Мисато Кацураги — оперативную командующую Nerv. Мисато отвозит Синдзи в Nerv, туда, где работает отец Синдзи.

Гэндо хочет, чтобы Синдзи пилотировал Евангелиона вместо Рэй. Ангел продолжает нападение, и в конце концов, Синдзи соглашается и занимает место пилота внутри робота. Еву доставляют к полю боя. К сожалению, хотя Синдзи с первой попытки выдал 41,3% синхронизации, чем немало удивил Рицуко Акаги, сбылись слова Мисато о том, что Синдзи не сможет вести бой^[17] — Ева сделала два шага, упала и висела в лапах Ангела безвольной куклой. AT-поле, без которого Ева бесполезна — так как Ангел защищен AT-полем и пробить эту защиту может только другое AT-поле, не установилось. После того как Ангел пробил Евангелиону голову, тот вышел из-под управления пилота и уничтожил Ангела.

Внутри кабины Евангелиона Синдзи переживает некоторые моменты из своей жизни, ему кажется, что он находится рядом со своей матерью, погибшей, когда Синдзи был маленьким. Подобные сцены занимают одни из ключевых мест в сериале. Неожиданно Ева «оживает» и переходит в состояние «берсерка». Робот действует сам, без контроля Синдзи или внешних источников. Битва заканчивается победой Евангелиона. Несмотря на шок и психологические травмы, полученные в ходе боя, Синдзи соглашается остаться в Nerv в качестве ещё одного пилота Евангелиона.

Вместе с Рэй и Аской, Синдзи успешно борется против Ангелов. Это составляет основу сериала. Постепенно Синдзи начинает узнавать новые тайны Nerv: правду о Втором Ударе, Проекте Совершенствования Человечества, истинной сущности Евангелиона. Всё это связано с личными переживаниями героев. Много места отводится проблемам взаимоотношений главных персонажей между собой и с другими людьми.

Вторая, секретная задача Nerv — «Проект Комплементации Человека» — нацелена на запуск искусственной эволюции человечества. Учитывая религиозный смысл слова «Евангелион», это событие должно вызвать духовное спасение и вечную жизнь человечества в контексте заново воссозданной Земли. Seele — главная движущая сила проекта — утверждает, что человечество должно эволюционировать, либо оно погибнет, и из этого следует необходимость искусственной эволюции. Такая эволюция приведёт к слиянию всех человеческих душ в одну, освобождая людей от их AT-полей, что заставит их тела обратиться в «LCL» — подобие первичного бульона. Когда все перейдут в такое состояние, они перестанут чувствовать боль и одиночество, которые обычно происходят от общения людей между собой.

Сюжет фильма «Конец Евангелиона» и сюжет сериала расходятся в конце 24 серии. В сериале 25 и 26 серии — абстрактные интроспекции психики персонажей, прежде всего Синдзи. Завершение фильма оставляет возможность различных интерпретаций: очевидно, что Синдзи в какой-то момент преодолел проблемы сосуществования с окружающими и пришёл к готовности жить с ними, но был ли завершён «Проект содействия человечеству» и происходила ли вообще искусственная эволюция, остаётся нераскрытым напрямую. Детали и сущность «содействия» в сериале также не раскрываются. В «Конце Евангелиона» Синдзи запускает «содействие», но позже отменяет его. Это приводит к тому, что после воссоединения душ всех людей в LCL все люди могут вернуться к жизни и в частности на берегу моря появляются Аска и Синдзи. В оригинальных же 25 и 26 сериях, отсутствуют как сцена возврата в реальный мир, так и какие-либо заявления о возможности возврата. Вместо этого, в конце 26 серии — идут аплодисменты в адрес Синдзи, «согласившегося жить в этом мире», при этом не уточняется о каком «мире» идет речь, что допускает двойственную трактовку.

Помимо этого, путаницу в разбор сюжета могут вносить диркаты. Будучи изначально сценами по тем или иным причинам не вошедшими в сериал, они были включены в поздние издания как часть серий. Хотя, они и проясняют некоторые моменты, но одновременно делают серии с ними, местами самопротиворечивыми. В частности, Каору узнает заранее что Адам в Гендо^[18], после чего тот же самый Каору, следуя основной линии сюжета ищет Адама, удивляется тому что в Конечной Догме он нашел Лилит^[19]. Становится абсолютно не понятно ни кого ожидал увидеть Каору, ни за чем он вообще отправился в Конечную Догму, если заранее знал что Адам не там, а внутри Гендо.