Kamina Ayato, jeune étudiant à Tokyo-Jupiter, part comme tous les jours à l'école avec ses amis : Asahina et Mamoru. Suite à l'accident de leur métro, Ayato se rend compte que Tokyo-Jupiter est en guerre. Guidé par son chant, Ayato se retrouve nez à nez avec Reika, une fille de son âge. À la première croisée de leurs regards, Ayato semble apprendre son nom.

Fuyant l'hostilité des combats, les deux jeunes gens arrivent dans une chambre apparemment secrète et mystique où se trouve un gigantesque œuf. Tandis que les combats font rage et que deux Golems (des créatures faites d'argile) viennent en renfort pour défendre la ville, Reika reprend son chant. Alors qu'Ayato semble emporté par ce chant, l'œuf éclot et dévoile le RahXephon, un humanoïde gigantesque, qui met un terme aux combats de façon expéditive.

Le lendemain, Ayato est troublé par les événements de la veille. Il se souvient de quelques images : le RahXephon, les Golems, un combat... Mais rien n'est encore clair dans son esprit. Justement, Haruka, une étrange inconnue, va propose à Ayato de tout lui expliquer...