In einer von Menschen geschaffenen Untergrundgesellschaft wetteifern die Nachkommen einer verbannten Generation um die Kontrolle über die zerfallende Stadt Lux. Ichise, ein Waisenkind, das zum Preiskämpfer wurde, verliert ein Bein und einen Arm, um einen wütenden Kampfpromoter zu befriedigen. Am Rande des Todes wird er von einer jungen Ärztin aufgenommen und als Versuchskaninchen für die nächste Evolution von Texhnolyze benutzt. Mit seinen neuen Gliedmaßen wird Ichise unter die Fittiche von Oonishi genommen, einem mächtigen Anführer von Organ, einer Organisation mit einem gewissen Einfluss auf Lux. Als Ichise tiefer in einen Krieg um die territoriale Kontrolle der Stadt hineingezogen wird, erfährt er von seiner möglichen Zukunft von der jungen Prophetin Ran, die ihn in seinen dunkelsten Zeiten aus den Schatten führt. Mit der Explosion des Krieges muss Ichise die Wahrheit über Lux aufdecken und um sein Überleben kämpfen, während er sein Schicksal erkennt.