Geneza wydarzeń opowiedzianych w NieR: Automata sięga roku 5012, w którym Ziemia musiała zmierzyć się z inwazją obcej cywilizacji, przybyłej z odległej galaktyki. Obcy zdołali w krótkim czasie opanować całą planetę dzięki potężnej broni - zaawansowanych technologicznie, a zarazem inteligentnych maszyn. Ludzkość nie miała żadnych szans w starciu z okupantem, skutkiem czego przetrwały jedynie jej niewielkie społeczności.

Garstka ocalałych opuściła swój dom udając się następnie na Księżyc, gdzie przez niemal dwieście kolejnych lat rozwijano cywilizację i przygotowywano kontrofensywę. W roku 5204, dochodzi do kolejnego starcia. Tym razem ludzkość rozpoczyna skoordynowany atak, wysyłając na Ziemię z sieci orbitujących wokół niej baz armię androidów, mających za cel odbicie planety. Niestety ponad kilkanaście dużych potyczek w różnych miejscach całego globu nie zdołało osłabić pozycji złowrogich maszyn.

Po kolejnej porażce, ludzkość opracowuje nową technologię, owocem której jest powstanie oddziału specjalnego YoRHa, składającego się z nowoczesnych androidów. YoRHa, jako największe osiągnięcie inżynierii militarnej ludzkości jest jej ostatnią nadzieją na powrót do domu. Oddziałowi przewodzi motto “Glory to Mankind” (“Chwała Ludzkości”), a w szeregach formacji działa ‎YoRHa No.2 Type B, jedna z trzech protagonistów gry, nazywana również zdrobniale "2B".

Jest rok 11945 i trwa czternasta wojna z maszynami. 2B wyrusza na Ziemię, gdzie, wspomagając lokalny ruch oporu stacjonujący w popadłej w ruinę metropolii, staje przed szeregiem misji mających na celu osłabienie pozycji złowrogich maszyn. Jej towarzyszem jest zwiadowca, android o imieniu 9S, będący wsparciem w walce oraz wiernym kompanem.

Przejście gry jako 2B to dopiero część przygód, jakie zaserwowali twórcy nowego NieR. Kontynuując grę na tym samym zapisie rozpoczynamy grę innym protagonistą, obserwując wydarzenia z odmiennej perspektywy, a także mając do czynienia z zupełnie nowymi. Dochodzą do tego kolejne walki z bossami, nowe lokacje, przedmioty, bronie i sekrety. Po drugim przejściu gry sytuacja się powtarza, a my mamy okazję pokierować trzecią postacią i również w tym przypadku otrzymujemy kolejną porcję nowej zawartości. 

Tak więc aby poznać wszystkie tajemnice oraz kompletną historię w NieR: Automata musimy ukończyć grę trzykrotnie, z czego każde przejście jest zarówno nową perspektywą, jak i kontynuacją poprzedniego. Łącznie gra oferuje 26 zakończeń, z czego kilka to te główne, a reszta ma formę ciekawostek.