L’histoire débute à Tokyo. Ayato Kamina est un jeune étudiant qui se passionne pour la peinture. Un jour comme les autre, alors qu’il se rend à l’école avec ses amis Hiroko et Mamoru, sa ville est assaillie par des avions de chasse ennemis. Il s’agit de Mu, l’envahisseur. Les Muliens contrôlent des entités géantes qui utilisent le son de leur voix comme arme : les Dolems (fusion entre les mots doll, poupée, et golem, être mythique animé de façon artificielle). Cherchant de l’aide dans les décombres du métro, des hommes se disant du gouvernement cherchent à l’enlever. C’est alors qu’une jeune femme aux lunettes noires, Haruka Shitow, les assaille pour lui permettre de s’enfuir. Il découvre que ces hommes ont le sang bleu. Qui sont-ils ? Elle lui propose de la suivre pour le découvrir. Mais, il fuit et rencontre alors Reika Mishima, une camarde de classe un peu mystérieuse, qui le conduit au RahXephon, un robot géant aux pouvoirs inimaginables. Il s’avère alors qu’il en est le parfait pilote. Le RahXephon va être le déclic qui va pousser le jeune homme à s’enfuir de Tokyo pour découvrir la vérité sur le monde qui l’entoure, et surtout sur lui…
