转入景部高中的迷之美少女——诗音，因为拔群的运动神经和天真烂漫的性格在学校中迅速成为了受欢迎的女孩子，实际上，她竟然是处于实验中的“AI”。诗音突然在孤独的里美面前唱歌，并试图用意想不到的方式让她收获“幸福”。得知她是人工智能的里美、还有里美的青梅竹马兼机械爱好者东马、人气第一的帅哥小豪，意志坚强的女孩绫、柔道部成员桑达一行人，被诗音折腾着的同时，也被她执著的样子和歌声感动。诗音为了里美做出的某个行动，竟把她们卷入了大混乱中。稍显笨拙的人工智能和她的同学们交织成，充满温情和乐趣的电影。
高一那年夏天，帆高（醍醐虎汰朗配音）离开位在离岛的家乡，独自一人来到东京，拮据的生活迫使他不得不找份工作，最后来到一间专门出版奇怪超自然刊物的出版社担任写手。不久，东京开始下起连日大雨，仿佛暗示着帆高不顺遂的未来，在这座繁忙城市里到处取材的帆高邂逅了与弟弟相依为命，不可思议的美少女阳菜（森七菜配音）。「等等就会放晴了喔。」阳菜这样告诉着帆高，不久，头顶的乌云逐渐散去，耀眼的阳光洒落街道……原来，阳菜拥有「改变天气」的奇妙能力……
在参拜母亲坟墓的回程途中，真嗣（绪方惠美 配音）和葛城美里（三石琴乃 配音）遭遇了第七使徒的攻击，关键时刻2号机势如破竹挫败对手，真嗣也由此结识了2号机的操纵者式波·明日香·兰格蕾（宫村优子 配音）。与沉默寡言的绫波丽（林原惠美 配音）不同，明日香自信张扬，甚至有些自大，在和真嗣相处的日子里，彼此闹出不少的笑话。他们三人分别驾驶着零号机、初号机和2号机，抵抗了第八使徒猛烈的攻击，在这一过程中，淡淡的情愫悄然在这三个青年男女的心中萌生。不久后，第九、十使徒相继降临，真嗣他们面临着生与死的残酷考验……rn本片为福音战士新剧场版四部曲第二部。
