5012: Ausserirdische sind plötzlich auf der Erde gelandet. Die von ihnen geschaffenen maschinellen Lebensformen drängte die Menschheit an den Rande des Aussterbens. Eine kleine Anzahl von Menschen startete mit Android-Soldaten eine mächtige Gegenoffensive, jedoch geriet der Kampf angesichts der sich unendlich vermehrenden maschinellen Lebensformen in eine Patt-Situation. Als ultimative Waffe entsendet die Menschheit eine neue androide YoRHa-Einheit namens 2B. Während eines Einsatzes schliesst sie sich mit 9S zusammen und stösst auf eine Reihe mysteriöser Phänomene.