L'espectacular batalla entre els Evangelion, les màquines de combat definitives creades per la humanitat, i les insondables entitats conegudes com a Ángeles s'intensifica fins a aconseguir el punt de ruptura a partir del qual ja res tornarà a ser com abans. Sota l'incessant ataqui invasor, l'agència NERV activa dues noves unitats d'Eva pilotades per la misteriosa Mari Illustrious Makinami i l'agressiva Asuka Langley Shikinami.
Un dia el món es paralitza quan un grup de viatgers en el temps es transporta des de l'any 2051 per lliurar un missatge urgent: La humanitat està perdent la guerra mundial contra una espècie alienígena letal. L'única esperança de supervivència és que els soldats i els ciutadans del present siguin transportats al futur i s'uneixin a la lluita. Entre els reclutats hi ha el professor d'institut i pare de família Dan Forester (Chris Pratt) qui, decidit a salvar el món per la seva filla, s'uneix a una científica brillant (Yvonne Strahovski) i al seu pare (J.K. Simmons) en una recerca desesperada per reescriure el destí del planeta.
El professor Rome va treballar en el Projecte SETI, i ara es dedica a donar classes en un universitat. Un dia rep una trucada per a que es dirigeixi a unes instal·lacions que la NASA té a l'Antàrtida, a on s'hi ha trobat un objecte misteriós.