Eureka Seven se passa em mundo alternativo, cuja a alta concentração da substância Trapar, criou seres humanóides “extraterrestres”. Os humanos descobriram como controlá-los, e então, revestindo-os com uma armadura, passaram a usá-los em batalhas. Renton Thurston, um menino entediado com sua vida, encontra um motivo para viver quando uma estranha menina, Eureka, e sua mecha, Nirvash, invadem parte da oficina em que ele trabalhava. Desde então, Renton promete protegê-la, e assim, se une ao um grupo de renegados revolucionários GEKKOSTATE, comandado pelo seu ídolo Holland.