A obra nos mostra uma evolução da humanidade, os “diclonius”. Eles se parecem muito com humanos normais, mas possuem algumas diferenças, como uma glândula pineal de tamanho exacerbado, um par de pequenos chifres em suas cabeças, olhos e cabelos avermelhado-rosados, e conseguem sentir a presença de outros de sua espécie. Como resultado da mutação na glândula pineal, os diclonius ganharam a habilidade de telecinese, desenvolvendo estruturas de natureza desconhecida, de ação física similar à de braços, denominados “vetores”. A força que tais estruturas possuem, é suficiente para reduzir uma cabeça humana à fragmentos  e parar projéteis de armas de fogo. Uma relação de extermínio e uso se estabelece. Os humanos desejam eliminar os diclonius, mas antes, querem se aproveitar de seus corpos para pesquisas, enquanto os diclonius desejam eliminar os humanos. A partir desses objetivos, nossa história principal acontece, na cidade Kamakura, com a fuga de Lucy, uma poderosa diclonius, de um centro de pesquisas fortemente protegido por guardas. Depois dessa fuga, a garota procura sobreviver dos ataques da corporação que a mantinha como prisioneira.  Ela acaba sendo cuidada por Kouta e desenvolve sentimentos por ele, porém, também demonstra sua dupla personalidade: Uma garota que só sabe dizer Nyuu e é inocente como uma criança ao mesmo tempo em que é capaz de desmembrar seus inimigos de forma extremamente violenta.