A base da história de Texhnolyze é a cidade Lux, uma cidade criada pelo homem no subsolo da Terra com o próposito de coletar o mineral Lafia, componente importante para o processo de "texhnolyze", a implementação de próteses bio-mecânicas em pessoas de membros amputados. Nessa cidade três organizações lutam pelo controle geral. A Organ, empresa responsável pela exploração de Lafia e implementação das próteses; Racan, uma organização de jovens texhnolyzados com ideais anarquistas; e por ultimo a Union, grupo fanático-religioso que é contra os implantes. Há também a Class, grupo de anciões que foram os primeiros a tentarem viver por si mesmos longe da area civilizada de Lux, e se mantêm afastados da cidade e de seus conflitos, mas Organ recebe ordens diretas deles.
O que você faria se descobrisse no funeral do seu avô, que devido àquela 'pílula azul' ele teve um filho fora do casamento? Pois o solteirão de 30 anos, Daikichi, ficou chocado. Mas ficou mais chocado ainda ao ver que o resto da família estava desprezando a pobre e desamparada garota que não tinha nada a ver com isso. Então em um ataque de raiva, Daikichi decide cuidar da pequena Rin, e esse é o começo de uma grande mudança em sua vida.
Em um mundo onde os países Alanda e Ingermia estão em guerra há um longo tempo, o soldado Tokimune salva uma garota chamada Jamie do ataque das forças inimigas; agora, para conseguir sobreviver, ele passa a lutar usando o Argevollen, um nova arma de guerra.
O jornalista Hayato Mikogami que retorna à sua cidade natal ,Otomo, para investigar estranhos rumores de assassinatos feitos por um homem usando uma máscara de caveira. Atado firmemente a uma fotógrafa, Kiriko Mamiya, os dois logo descobrem várias cadeias de conexões entre as vítimas, uma empresa local pharmaeccutical, uma nova seita religiosa e meia misteriosa, criaturas metade animal, que perambulam pelas ruas a noite fora a procura de sangue.
Por todo o Japão, estranhas criaturas vêm aparecendo, promovendo assassinatos em massa. A realidade é muito distante do que a que Shindou Ranmaru acreditava. Ele acabou de se formar na academia policial e estava prestes a ingressar na Tokki, uma divisão especial de investigações, quando conheceu a misteriosa Rokujou Sakura. Ela faz parte de um grupo secreto, o Tokko. Shindou entra nesse grupo, buscando vingança pela morte de seus pais e para resolver um mistério de sua terra natal, um assassinato em massa.
A vida de Tsunehiro não é fácil. Depois de um médico dar a ele dois anos de vida e os cobradores virem bater em sua porta, ele cai de uma ponte. Bem na hora, Hana e sua tripulação veem Tsunehiro e levam ele para um lugar seguro. Antes de voltar, eles ancoram o barco para pescar e Tsunehiro pega um grande robalo em um surto de sorte de principiante. Enquanto seu apartamento desaba, a nova vida de Tsunehiro começa a se desenrolar!