NieR Automata kể về cuộc xâm lược Trái đất bất ngờ trên không của Người ngoài hành tinh đã đẩy nhân loại đến bờ vực tuyệt chủng. Số người còn sống sót đã trú ẩn trên mặt trăng để tổ chức một cuộc phản công bằng cách sử dụng binh lính Android để chiếm lại Trái đất. Cuộc chiến vô tận của các Android với Người ngoài hành tinh để bảo vệ lợi ích và sự tồn vong của nhân loại bắt đầu từ đây.
Khi các lực lượng ngoài hành tinh xâm lược với một đội quân Máy móc, tàn dư của nhân loại phải phụ thuộc vào Android do chính họ thiết kế — 2B điềm tĩnh và 9S dễ bị kích động — để tồn tại.
