En un futuro no muy lejano y distópico, la Tierra ha sido invadida por máquinas alienígenas por lo que los pocos humanos que logran sobrevivir deciden huir a la Luna para así crear una estrategia de contraataque que los ayude a recuperar su planeta. Para hacerles frente a las máquinas optan por enviar androides, pues de esta manera creen que hay mayores posibilidades de que las máquinas puedan ser eliminadas y así los propios humanos no se arriesguen más. Sólo que las cosas no salen tan bien, pues estas máquinas rebasan a los androides en poder y número, ya que logran multiplicarse con mayor facilidad. El nuevo plan que los humanos crean es tener una unidad llamada ‘YoRHa’ donde la androide 2B será la nueva enviada a la Tierra donde tendrá que encontrarse con otro androide llamado 9S que previamente había resistido a los ataques de los alienígenas. Ambos deberán luchar una guerra sumamente cruel por el bien de la humanidad, sólo que en su camino hallarán aliados inesperados y también algunos misterios.
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