Прошло 15 лет после загадочной глобальной катастрофы, поставившей человечество на грань выживания. Но оставшихся в живых впереди ждут еще более страшные испытания... Землю атакуют "Ангелы", загадочные гигантские существа, появившиеся неизвестно откуда. Единственное оружие на планете, способное им противостоять - роботы серии "Евангелион", созданные при помощи передовых биотехнологий. Правда, сражаться с помощью этих огромных машин способны только те пилоты, которые могут полностью "синхронизировать" себя с роботом и управлять "Евангелионом" как собственным телом. Эти уникальные бойцы обучаются и живут в секретном подземном городе Токио-3, штаб-квартире организации "NERV", возглавляющей защиту Земли от вторжения. Синдзи, Аска и Рей - пилоты, между которыми складываются крайне непростые отношения. Но именно от них зависит судьба планеты и разгадка тайны зловещих "Ангелов"...
Сюжет фильма продолжает «Rebuild of Evangelion 1.0. Во втором фильме добавляются два новых персонажа — Сикинами Аска Лэнгли, созданная на основе Аски Лэнгли Сорью из оригинального сериала, и новая героиня, Мари Илластриэс Макинами, отсутствовавшая в оригинальном произведении и ставшая пилотом Евы-05, которую она и уничтожила, уничтожив и ангела. Также, значительно большее чем в сериале время отводится развитию отношений между Рей и Синдзи. При этом сюжет сильно отклоняется от оригинального произведения.