A história se passa na cidade japonesa Kamakura, e começa com a fuga de Lucy, uma poderosa Diclonius Rainha (por ser naquele momento a única com o poder de reprodução através dos vectores), de uma ilha, um centro de pesquisas, fortemente protegido por gente armada, com uma instalação científica enorme. Na tentativa de impedi-la, um sniper acaba acertando seu capacete e a derruba no mar. Depois ela é encontrada por Kouta e sua prima Yuka na praia da cidade, sem roupas, sem memória alguma, com comportamento de uma criança pequena e a única coisa que conseguia falar era "Nyuu". Por ela só saber falar isso, eles acabam chamando-a de "Nyuu" mesmo. Depois ela acaba por ir morar com Kouta, numa antiga pensão fechada, que ele tinha alugado para morar enquanto estudava na universidade. Enquanto isso, o pessoal que trabalha no laboratório está desesperado atrás da Lucy, e enviam assassinos profissionais e outras Diclonius atrás dela. Os Diclonius nascem de pessoas normais, mas cujo o pai ou a mãe foi infectado com um dos vectors de outro Diclonius no seu cérebro. A sociedade diclonius é mínima e possui uma ténue organização. Contudo, essa ténue organização ainda assim possui os meios de levar a espécie humana à extinção. Durante a história, há o uso de um termo recorrente no jargão ideológico do Nacional Socialismo, Lebens (Vital), tal como uso do característico discurso de impossibilidade de convivência encontrado no Mein Kampf e nas políticas de Apartheid.