Земля майже збезлюділа внаслідок хвороби 2011 року, проте геніальний лікар Гудчайлд зумів врятувати мізерну частку людства завдяки винайденій ним вакцині. Його рід побудував єдиний тепер мегаполіс на планеті, відгородившись від зовнішнього середовища. Через 400 років «моніканці» (Monicans, від грец. μόνος, «один»), які прагнуть життя за межами міста, борються проти влади Гудчайлдів. Із секретних агентів руху опору залишилося двоє: головна героїня Еон Флакс і її коханка Ситандра, що має кисті на ногах.
Еон отримує завдання здійснити диверсію в системі стеження. Після виконання завдання Еон виявляє, що її сестру Уну вбито, а вину влада покладає на її друга Клавдія. Наступним завданням Еон стає вбити тирана міста — Тревора Гудчайлда під час репетиції його промови на форумі. Крізь наповнений пастками сад разом із Ситандрою Еон проникає до місця проведення форуму. Під час форуму брат Тревора, Орен, заявляє, що опозицію належить фізично винищити, з чим Тревор не згоден. Коли Тревор припиняє засідання і рушає на репетицію, Еон намагається його застрелити, проте він називає її ім'ям Кетрін, що викликає у Еон спогади про події, яких не могло бути. Скориставшись цим, її схоплює варта і кидає до в'язниці.
Отямившись, Еон тікає завдяки допомозі невідомого доброзичливця. Вона зустрічає Клавдія, що працює в ботанічному саду Гудчайлда, і свариться з ним через смерть Уни. Та згодом Еон розуміє, що у воду, яку вона випила у в'язниці, було додано послання, в якому Тревор просить Еон зустрітися з ним. Еон вирішує дослухатися його, але знову втрачає самоконтроль через спогади і згодом отямлюється в ліжку з Тревором. Вона намагається задушити Тревора, та обшукуючи кімнату, знаходить потаємні сходи до лабораторії Гудчайлда. Забравши звідти диктофон і свою фотографію, Еон стикається із Фреєю. Ситандра застає Еон, коли та слухає запис із диктофона, та вирішує, що Еон зрадила монокіанців. Еон вдається подолати її в бою та зв'язати, після чого, довіряючи туманним спогадам, вона вирушає на дирижабль, що висить над містом.
Там вона знаходить дані, що Уна насправді жива та має тепер ім'я Саша Прілло, та відомості, що глава монокіанців пов'язаний з Треворовим братом Ореном Гудчайлдом. Тим часом рада Брегни отримує відеозапис перебування Тревора з Еон, і визнає це доказом його неблагонадійності. Одночасно монокіанці вирішують вбити Еон за невиконання даного їй завдання. Тревор прибуває на дирижабль і дізнається від його Хранителя, що Еон справді була там.
Розшукуючи Сашу Прілло, Еон знаходить родину з немовлям. Слідом за нею з'являється Тревор, який пояснює, що чотириста років тому від вірусу, що вразив населення Землі, була знайдена вакцина, побічним ефектом якої було безпліддя. Тому було вирішено таємно клонувати людей, приховуючи імплантацію запліднених яйцеклітин за медичними обстеженнями. ДНК кожної померлої людини зберігається в дирижаблі, в міру смерті інших людей використовуючись для вирощення клонів. З цієї причини населення Брегни не зростає. Гудчайлди протягом семи поколінь клонують себе, зберігаючи владу і накопичуючи знання. Коли ж деякі жінки почали вагітніти природним чином, Орен наказав таємно знищувати їх, вважаючи, що народження людей, генетичні параметри яких наперед невідомі, завадить подальшому контролю над населенням.
Еон і Тревор вирішують забрати з лабораторії відомості про жінок, здатних зачати самостійно. Дорогою туди, Еон дістає свою фотографію і Тревор пояснює, що Еон — це клон його дружини Кетрін. Еон і Тревор розуміють, що як і раніше кохають одне одного і Еон повністю відновлює спогади про своє перше життя.
Орен з великим загоном озброєних людей оточує Еон і Тревора, коли туди ж прибувають монокіанці. В перестрілці гинуть всі монокіанці, включаючи Ситандру, а також Орен. Рада Брегни, втративши Орена як кандидата на головування містом, повертає владу Тревору. Еон підриває дирижабль зі зразками ДНК, апарат падає і таранить стіну міста. Побачивши за стіною відновлену природу, Еон, Тревор та інші люди йдуть у новий для них світ.
2005