Tengen Toppa Gurren Lagann se déroule dans un futur lointain où l'humanité a été forcée de vivre sous terre (pour une raison oubliée) , créant des civilisations souterraines isolées. Ces villages n'ont aucun contact avec la surface ni avec les autres villages souterrains. Les tremblements de terre sont fréquents et endommagent énormément les villages. Des individus, appelés � excavateurs �, sont désignés pour creuser plus loin sous terre.

Simon, un excavateur de 14 ans orphelin (un séisme a tué ses parents), habite le village souterrain de Jiiha. Il est respecté par l'ancien du village pour ses qualités d'excavateur, mais moqué par les habitants. Après avoir découvert une mini foreuse sous terre, Il croise au coin d'un couloir Kamina et son groupe, la � Gurren Dan � (Brigade Gurren en français). Kamina rêve de la surface, qu'il a atteint dans son enfance avec son père mais il dut rentrer au village car il n'était pas assez fort pour survivre a la surface.

Après un essai raté pour atteindre la surface, la Gurren Dan est arrêtée par l'ancien, Kamina est mis aux fers et Simon prié de retourner creuser. Il découvre � un grand visage � dans son tunnel. En allant chercher Kamina afin de lui montrer sa trouvaille Il sont tout les 2 attrapé par l'ancien, mais l'arrestation est interrompue par l'écroulement du plafond de la caverne du village, causé par un énorme robot. Une fille de quatorze ans, Yōko, appara�t et essaie de lutter contre le robot avec un fusil de sniper, mais ne peut pas faire beaucoup de dégâts. Simon emmène Kamina et Yōko au � grand visage � qu'il avait trouvé plus tôt et découvre que la mini foreuse peut être utilisée comme une clé pour activer le petit robot. Il vont l'utiliser pour détruire le grand robot et creuser jusqu'à la surface. Kamina baptise ce mini-robot "Lagann".

C'est à la surface que Simon et Kamina découvrent qu'il existe davantage de robots géants, appelés � Gunmen �, pilotés par des � Beastmen � (� hommes-bêtes �) qui sèment la terreur parmi les humains. Simon et Kamina aident Yōko et son village à détruire trois Gunmen de plus ; Kamina en profite pour en voler un et le prénomme "Gurren".
Finalement, Simon et Kamina décident mettre un terme au conflit entre les Beastmen et les humains et partent en croisade. Ils sont accompagnés au début, par Yōko et Leeron (un mécanicien venant du même village que Yoko).

Merci a la NeoRyu-Team pour l'opening