Renton Thurston, un adolescent de quatorze ans, mène une vie monotone auprès de son grand-père. Passionné de « lifting », un sport aérien, il rêve de rejoindre Gekkostate, un groupe rebelle dirigé par son idole, Holland Novak. Sa vie bascule quand un robot géant, le Nirvash type ZERO, et sa pilote mystérieuse, Eureka, s'écrasent dans sa chambre. Sur ordre de son grand-père, Renton doit livrer une pièce spéciale, l'« Amita Drive », qui révèle la puissance du robot. Invité à rejoindre Gekkostate, Renton découvre rapidement que la réalité du groupe est bien moins glorieuse que ses fantasmes, seule la présence d'Eureka rend cette nouvelle aventure supportable. Ensemble, ils s'embarquent dans une quête qui pourrait changer leur destin et celui du monde.