Quatre adolescents intègrent un univers virtuel, Lyoko, pour se battre contre les troupes de XANA, et protéger Aelita, la seule à pouvoir stopper l'attaque grâce au Code Lyoko.

Ces derniers temps, Lyoko est menacé : le superordinateur permettant l'existence de ce monde, a été infecté par XANA, un programme multi-agent, à la base créé par Franz Hopper pour contrer le projet Carthage et qui a pris son indépendance. Depuis, ce super-calculateur veut prendre le contrôle de la Terre par la destruction.

Pour cela, il infecte des tours mémorielles dans les quatre territoires de Lyoko. Aelita, une jeune créature humanoïde virtuelle, la fille de Franz Hopper, est la seule ennemie de XANA présente sur Lyoko. Mais un jour quatre collégiens découvrent l'existence de Lyoko et des intentions néfastes de XANA. Ce sont Yumi, Ulrich, Odd et Jérémie. Ils mènent une double vie dans le plus grand secret : ils sont de simples collégiens la plupart du temps et sauveurs du monde quand XANA lance une attaque. Ils doivent garder leur secret car si les autorités venaient à apprendre la menace que représente XANA, elles éteindraient le super-calculateur. Cela entraînerait la destruction de Lyoko et Aelita disparaîtrait à jamais.

Pour nos héros, il n'en est pas question. Entre eux et Aelita, c'est une grande histoire d'amitié, et l'équipe compte sur le travail de Jérémie pour pouvoir matérialiser la jeune humanoïde.

Les quatre héros ont trouvé un passage vers cet univers virtuel dans une ancienne usine désaffectée. Ils doivent s'y rendre afin d'aller dans Lyoko et combattre les monstres virtuels de XANA pour protéger Aelita et l'aider à désactiver les tours activées. Jérémie lui-même ne combat pas sur Lyoko, se contentant d'assurer le support technique.