Darling in the Franxx se desarrolla en un futuro distópico donde la humanidad ha sido empujada a vivir en ciudades protegidas, mientras el mundo exterior está dominado por criaturas monstruosas conocidas como Klaxosaurios. La historia sigue a un grupo de jóvenes que son entrenados para convertirse en pilotos de mechas llamados Franxx, diseñados para combatir estas amenazas.
La narrativa comienza en Plantation, donde los niños son criados en un ambiente altamente controlado, separados de los adultos y del mundo exterior .
La vida de Hiro cambia drásticamente cuando conoce a Zero Two, una chica enigmática con cuernos y una reputación temible. Conocida como "la chica de los monstruos", Zero Two es impulsiva y tiene un vínculo especial con los Franxx, lo que la hace tanto fascinante como peligrosa. Cuando Hiro se encuentra con ella, siente una conexión instantánea y decide convertirse en su compañero de piloto, a pesar de las advertencias sobre su naturaleza arriesgada.
A medida que Hiro y Zero Two comienzan a pilotar juntos, su relación se profundiza, enfrentando tanto las batallas contra los Klaxosaurios como sus propios demonios internos. La serie explora sus sentimientos, inseguridades y la búsqueda de identidad en un mundo que los ha preparado para ser meros combatientes.
El conflicto principal se intensifica a medida que los personajes enfrentan no solo a los enemigos externos, sino también a las verdades sobre su existencia y el sistema que los controla. La historia aborda temas de amor, sacrificio y la lucha por la libertad, mientras los jóvenes deben decidir qué significa realmente ser humanos.