Ayanami Rei, Evangelion Unit 00 adlı dev bir mechanın pilotu olarak seçilen içe dönük bir kızdır. Dizinin başında Ayanami Rei, sıra dışı davranışlarıyla akranlarını şaşırtan gizemli bir figürdür. Dizi ilerledikçe, etrafındaki insanlarla, özellikle de sınıf arkadaşı ve Eva pilotu Shinji Ikari ile daha fazla ilgilenmeye başlar.