Действие происходит в 2015 году. За 15 лет до этого (13 сентября 2000 года) при таинственных обстоятельствах произошла ужасная катастрофа — всеобщее потепление или Второй Удар (после Первого Удара погибли динозавры). Растаяли льды Антарктиды, погибло три четверти человечества, большая часть суши оказалась под водой.
Секретная организация «NERV», действующая под эгидой ООН, создает Токио-3 — огромную военную базу. Задача Токио-3 — защита человечества от начавших появляться на Земле таинственных гигантских Ангелов или Посланников. Единственное оружие, могущее им противостоять — пилотируемые биороботы серии «Евангелион». Однако управлять «Евами» могут только подростки, зачатые после Второго Удара.
Первым боевым пилотом «Евы» становится четырнадцатилетний Икари Синдзи, сын руководителя «NERV» Икари Гэндо, — замкнутый и необщительный подросток, тяжело переживающий свое отдаление от отца. Схожими проблемами страдают не только другие юные пилоты, но и взрослые сотрудники «NERV», от которых их высокое начальство скрывает истинный смысл проекта — наступление окончательного Конца Света…

Фильм представляет собой прямое продолжение сериала – и ещё больше отступает от манги-оригинала. Здесь сохраняется драматизм «Стального Алхимика», а сюжет по-прежнему связан с проблемой выбора и платы за этот выбор. Но если в сериале браться Эльрики искали философский камень, дабы исправить совершённые ошибки, то теперь поисками занят только Эдвард, разлучённый с младшим братом.

Альфонс вернул себе тело, но утратил память. Эда, прошедшего через Врата, выбросило в параллельной реальности, похожей на нашу. Это Германия, двадцатые годы ХХ-го века, и национал-социалистическая партия набирает силу. Алхимия бесполезна, поэтому Эдварду приходится использовать протезы. Его приютил молодой изобретатель, очень похожий на повзрослевшего Ала. Это не единственный двойник – Эду встречаются многие «знакомые» из мира «Стального Алхимика», живущие схожими и вместе с тем другими судьбами.

Эдвард пытается найти путь назад, домой, и пытается вновь открыть Врата. А в это время «алхимики» из общества Туле хотят помочь Гитлеру захватить власть с помощью силы из другого мира – таинственной Шамбалы…