Події фільму продовжують сюжетну лінію Еванґеліону 2.22. Світ після Невдалого Третього Вибуху. Минуло 14 років. Шінджі, Асці і Рей знову втягнуті в боротьбу за долю світу.

Це продовження легендарної саги Євангеліон. Світ Євангеліону пережив глобальну катастрофу. 15 років тому все змінилося. Тепер люди змушені боротися за своє існування. Та й до всіх бід таємничі "Янголи" атакують Землю. Щоб здолати цю кризу були створені біотехнологічні роботи серії "Євангеліон". Вони єдина надія людства. Керувати цими роботами здатні лише ті, хто може цілком "синхронізувати" себе з біоістотою. Цими пілотами є Шінджі, Аска і Рей. Вони живуть в штаб-квартирі організації "NERV". В другій частині з'являються два нових персонажа - Шікінамі Аска Ленглі з оригінального серіалу, і нова героїня, Марі Ілластріес Макінамі, якої не було в оригінальному серіалі і яка стала пілотом Єви-05. Між ними виникають не прості відносини, але саме від них залежить доля людства.

Дія фільму розгортається в середині XXI століття. П’ятнадцятирічна школярка Мікако Наґаміне, що стала пілотом бойового робота Військово-Космічних Сил Об’єднаних Націй, спілкується зі своїм другом Нобору Тера через електронну пошту з мобільного телефону. Оскільки, на відміну від космічних кораблів земного флоту, здатних подорожувати через гіперпростір, швидкість поширення сигналу обмежена швидкістю світла, їх повідомлення запізнюються все сильніше в міру того, як флот віддаляється від Землі.

Шінджі Ікарі отримує дзвінок від батька з офісу NERV — організації, що воює з таємничим ворогом. Остання надія людства у цій війні — євангеліон. Це людиноподібна зброя, і за велінням долі чомусь саме Шінджі, замкненому юнакові, що страждає психологічними проблемами, судилось стати його пілотом…