В 5012 году Земля подверглась нападению инопланетных сил, использующих роботизированные формы жизни под названием Машины. Человеческая раса была практически уничтожена, а уцелевшие укрылись на Луне. Для борьбы с захватчиками была создана боевая единица андроидов YoRHa. Один из её членов, андроид 2B, известный своими боевыми навыками, вместе с напарником 9S, специализирующимся на хакерских атаках, получает задание отправиться на Землю. Их цель — вытеснить силы Машин и вернуть планету под контроль человечества.

В ходе миссии 2B и 9S обнаруживают, что Машины развили собственную осознанность и спектр эмоций, и не все из них проявляют враждебность. Агенты также вступают в контакт с немногочисленными группами людей, выживающими в руинах разрушенного мира. По мере продвижения расследования раскрывается существование более могущественной силы, которая манипулирует событиями конфликта из тени. Героям YoRHa предстоит проникнуть в суть этих загадок и подготовиться к решающему противостоянию, способному определить дальнейшую историю.