Ayanami Rei è una ragazza introversa scelta come pilota di un gigantesco mecha chiamato Evangelion Unit 00. All'inizio della serie, Ayanami Rei è una figura enigmatica il cui comportamento insolito stupisce i suoi coetanei. Con l'avanzare della serie, diventa più coinvolta con le persone che la circondano, in particolare con il suo compagno di classe e compagno pilota di Eva, Shinji Ikari.