天才高科技少年侦探狗十一，意外遇上拥有百变能力的系统魔方小白。二人肩负使命，踏上穿越时空之旅，只为修复错乱的地球时间线，解开世间各类未解之谜。他们穿梭古今、跨越地域，开启一场场惊险又趣味满满的科学冒险：奔赴巴黎夜幕，与传奇侦探福尔摩斯联手追捕神秘的开膛手杰克；探秘尼斯湖深处，追寻水怪的踪迹；穿越远古三星堆，破译古蜀文明隐藏的千古秘密；驾驶直升机勇闯百慕大三角，倾力寻找失踪亲人的下落。狗十一与小白深陷一桩桩趣味科学谜案，在时空现场并肩作战、守护城市安宁，一路破解谜题、化解危机，最终迎来与宿敌开膛手杰克的终极巅峰对决！
1913 年 10 月。日之本是一个因大规模铁路线关闭而导致大部分铁路消失的国家。楠是位于熊本县的大市屋市场。通过以蒸汽机车 8620 及其铁路同伴八六为中心的旅游推广，疲惫不堪的经济得以重建。该城市取得了巨大的成功，并成为铁路修复的圣地。为了进一步增强复苏势头，并促进全国各地铁路运营商和马伊特铁路之间的交流，计划举办第1届Maitetsu节。用于控制铁路车辆运行的人形模块“铁路”也由各自的主人从全国各地集结。受到人类每天举行的会议的启发，女孩们决定也想做点什么。铁道峰会由著名铁路公司铃木站主办。他们聚集在车站前的“Amagiro咖啡厅”，绞尽脑汁想要给Maitetsu祭增添更多的色彩。
他们拥有梦想。总有一天，飞向广阔天空的梦想。知晓被玻璃遮盖的这片天空有多么遥远。遥远的未来。人类在荒废的大地上建设了移动要塞都市“种植园”，并讴歌着文明。在那当中建造的驾驶员居住设施“米斯特汀”，通称“鸟笼”。孩子们就住在那里。对外面的世界一无所知。对自由的天空一无所知。他们被告知的使命，只有战斗而已。敌人是一切都被谜团覆盖的巨大生命体“叫龙”。为了对抗尚未见过的敌人，孩子们乘上被称为“FRANXX”的机器人。他们坚信，乘坐其中，就是对自己存在的证明。有一位曾被称作神童的少年。代号016。名字是广。但他现在却跌落谷底。是不被人需要的存在。如果没有乘上FRANXX，就如同不存在一样。在这样的广面前，某天，一位被称作02的神秘少女出现了。她的额头，长着两根艳丽的角。“——找到了哦，我的DARLING”
