CRYMACHINA acompanha a história de três E.V.E.s, criaturas formadas por corpos sintéticos e psiques humanas reconstituídas, que buscam se tornar humanos de verdade milhares de anos após o fim da humanidade. Regeneradas por Enoa, as personagens logo se veem forçadas a participar de batalhas em estilo hack'n'slash por um lugar conhecido como Eden.
Leben Distel é uma garota que ama máquinas e sua personalidade advém de uma garota de 17 anos que morreu por conta da Síndrome Centrífuga que levou à extinção da humanidade causando falência múltipla dos órgãos das pessoas contaminadas. Já Mikoto Sengiku teve sua personalidade derivada de uma garota japonesa de 18 anos e possui um senso forte de bravura e honra, atuando como mentora de Leben. Por fim, Ami Shido advém de circunstâncias similares a Mikoto, mas sua natureza é mais gentil a menos que uma pessoa que ela ama como Mikoto, Leben ou Enoa esteja em perigo.