Film ini merupakan film ketiga dari Rebuild of Evangelion, upaya peremajaan kisah dari serial animasi sukses kontroversial Neon Genesis Evangelion. Melanjutkan apa yang sudah dikisahkan dalam dua film sebelumnya, 14 tahun berlalu setelah Third Impact. Namun, serangan makhluk raksasa misterius yang dikenal sebagai Angel terus saja merongrong populasi umat manusia yang tersisa. Dalam situasi itu Shinji Ikari (Ogata) pilot Evangelion Unit-01 menyadari bahwa dunia telah berubah namun tidak menuju ke arah yang lebih baik, di mana tidak hanya mantan sekutunya mulai menjauhinya, Rei Ayanami (Hayashibara); gadis yang membuatnya rela mempertaruhkan apapun menghilang tanpa jejak. Di tengah usahanya beradaptasi, Shinji bertemu dengan anak muda misterius bernama Kaworu Nagisa, yang mau membantunya mencari Rei. Dalam usaha pencarian itu, keduanya menyadari kebenaran yang ada  di balik kemunculan para Angel, NERV, maupun the Evangelion.