Em um futuro distante, a humanidade vive escondida nas profundezas de enormes cavernas subterrâneas, sem saber que há um mundo acima com céu e estrelas. Na pequena aldeia de Jiha, Simon, um garoto tímido que trabalha como escavador, encontra um objeto brilhante durante uma escavação. Kamina, um jovem empreendedor com óculos escuros e paixão por aventuras, se torna amigo de Simon e forma um pequeno grupo chamado Brigada Gurren para escapar da aldeia e romper o teto das cavernas e alcançar a superfície, que poucos acreditam existir. O ancião da aldeia não ouvirá falar dessa ideia e castigará a Brigada por sua loucura.
Mas quando um desastre chega do mundo acima e toda a aldeia está em perigo, Simon, Kamina, Yoko, uma garota com uma grande arma, e o pequeno robô Lagann se unem para salvar o dia. Juntos, eles viajam para o mundo acima e descobrem que a superfície é um campo de batalha cruel, onde precisam lutar contra os ferozes Beastmen para mudar o curso da história em favor dos humanos!