극한의 스피드를 추구하는 내성적인 순정남 JP(기무라 타쿠야). JP의 첫사랑이자 어려서부터 레이싱만을 꿈꿔온 소노시(아오이 유우), 그리고 JP의 친구이자 천재 정비사였지만 마피아와 결탁해 승부조작을 주도하는 프리스비(아사노 타다노부). 그들을 중심으로 5년마다 열리는 우주 최고의 레이싱 경기 '레드라인'의 막이 오른다. 사실상의 둘도 없이 목숨을 걸어야 하는 경기에서 우승하기 위해서는 중화기로 무장한 다른 경쟁자들을 물리치는 한편, 레드라인의 개최를 막으려는 독재 국가 로보월드(RoboWorld)의 방해 공작도 이겨내야 하는데...
세컨드 임팩트의 충격으로 인류의 절반이 사라진 이 곳에 정체불명의 사도들이 다시 공격해 오기 시작한다. 특무기관 네르프 소속의 14세 파일럿들은 각자의 에반게리온을 타고 사도의 위협에 맞서 싸운다. 자신이 왜 타야 하는지도 모른 체 에반게리온을 타는 신지와 자신의 임무를 묵묵히 수행하는 레이. 그리고 에반게리온을 통해 자신의 능력을 표출하고 싶은 아스카까지! 같은 운명을 타고난 그들은 조금씩 마음을 열고 연대하기 시작한다. 그리고 사도들 시시각각 새로운 모습으로 그들에게 공격을 가해오는데...
