Les diclonius sont des humains mutants possédant des cornes desquelles ils tirent un pouvoir télékinétique représenté par des « vecteurs » : des bras fantômes s'étirant depuis leur épine dorsale, munis d'une force dévastatrice. En raison de cela ils sont maintenus en captivité dans un laboratoire de haute sécurité pour y être étudiés. Lucy, une diclonius, s'échappe du laboratoire en massacrant les gardes avant d'être touchée à la tête par un sniper, ce qui la précipite dans l'océan. Elle se réveille sur une plage et est secourue par un jeune garçon nommé Kôta et sa cousine Yuka. Elle a cependant perdu la mémoire et Kôta et Yuka décident de l'héberger chez eux, puis lui donnent un nom : Nyu, le seul mot qu'elle semble capable de prononcer. La vie de Nyu commence alors avec Kôta et Yuka.