In de toekomstige wereld, na een bijna totale uitroeiing van het leven op aarde, gaat de mensheid met behulp van gigantische robots (Eva's) het gevecht aan tegen aanvallen van de gevaarlijke Angels.

De film gaat verder waar Evangelion 1.0 stopte: de paramilitaire organisatie NERV verdedigt de wereld tegen de terugkeer van de Angels, maar de voortdurende oorlog begint zijn tol te heffen. Shinji Ikari's relatief plezierige leventje krijgt een wending als een nieuwe groep Evangelion pilots, waarbij de roodharige Asuka Langley Shikinami, hem en Rei Ayanami komen bijstaan.

In de nabije toekomst gelooft Todd Hewitt dat een virus alle vrouwen heeft gedood in een kolonie. Het virus heeft ook Geluid losgelaten, de speciale gave om andermans gedachten te horen. Tijdens een wandeling stuit Todd opeens op een vreemde stilte. Hij ontdekt dat de stilte afkomstig is van een vrouw, die luistert naar de naam Viola Eade.

Twee zusters die een high school-opleiding volgen in het begin van de jaren '80, worden op een ochtend wakker onder een bloedrode hemel en met het besef dat het menselijke ras uitgeroeid is. Iedereen die niet beschermd was door staal toen de staart van de 'komeet van Halley' voorbijkwam, werd gereduceerd tot een hoopje rode as. Zij ontmoeten een rebelse indiaan en samen proberen zij in een lokaal radiostation via de zendinstallatie hulp te vinden. Jammer genoeg trekken zij de aandacht van een groepje wetenschappers die op de hoogte was van de effecten die de komeet teweeg zou brengen. Zij zaten verborgen in een stalen laboratorium onder de grond, maar ze lieten de ventilatiekanalen open. De overlevenden die slechts gedeeltelijk door staal omringd waren, zijn nu mensenetende levende doden geworden. De wetenschappers proberen nu een vaccin te vinden, maar daarvoor hebben ze het bloed nodig van niet-besmette mensen.

Londen, drie jaar na een atoomoorlog. De jonge Penelope woont samen met haar ouders in een metrowagon. Tijdens één van haar tochtjes buiten de deur ontmoet ze Allan. De twee worden verliefd en besluiten zich te laten trouwen door de onderwaterdominee. Niet lang daarna wordt Penelope zwanger en ze ziet de toekomst zowaar rooskleurig tegemoet.

Na de grote nucleaire oorlog valt de mensheid uiteen in twee grote groepen: de slechte Euraks en de rebellen van de Federation. Op een dag wordt een huurling namens Parsifal door de Federation ingehuurd om het door de Euraks bezette New York binnen te dringen en daar de laatste vruchtbare vrouw op aarde te ontvoeren.

De tiener Sam is één van de laatste overlevenden die zich op de aarde bevindt. Er rest nog een laatste shuttle die de planeet zal verlaten en Sam staat voor een moeilijke beslissing. Ze wil graag de enige, weliswaar giftige, planeet die ze haar thuis kan noemen genezen, maar daarvoor moet ze snel zijn.

Na een allesverwoestende oorlog en ontelbare nucleaire explosies is het menselijk ras vrijwel uitgestorven. Verroeste robots en menselijke skeletten ontsieren het landschap van de verwoeste planeet, die voornamelijk nog bevolkt wordt door cyborgs: super-intelligente, bijna menselijke oorlogsmachines. Omega, ook een cyborg, komt naar het verwoeste New York en vindt daar twee groepen: de Roms en de Droids, beiden zijn op zoek naar wapens om elkaar en de weinig overgebleven mensen te vernietigen. Omega is geprogrammeerd om hen daar, desnoods met geweld, van te weerhouden.