Les diclonius, sont des êtres dangereux créés par les humains, puis gardés dans un laboratoire de haute sécurité. Après un accident, Lucy, une diclonius, parvient à s'échapper en tuant toutes les personnes sur son chemin ! Blessée, elle est recueillie par Kouta, un jeune homme qui se promenait avec sa cousine. L'armée utilise tous les moyens possibles pour retrouver Lucy.