側頭部の対となる二本の角とベクターと呼ばれる特殊な能力を持つ女性型ミュータント、二觭人（ディクロニウス、觭は｛角奇｝）。彼女らは人類を淘汰する可能性を持つとされ、離島の国立生態科学研究所に国家レベルでの極秘機密として隔離、研究されている。
ある日、偶発的な事故（?）によって、研究所に隔離されていたディクロニウスの少女ルーシーは拘束を破り、警備員と研究所室長蔵間の秘書・如月を殺害、研究所からの脱走を試みる。海に飛び込む直前に頭部に対戦車用徹甲弾（劇中では「対戦車ライフル」とされていたが、狙撃手が「50口径」と発言している事から「対物狙撃銃」の誤り）の衝撃を受けるものの幸い軽症で済み、彼女はそのまま海へ投げ出される。
一方、大学に通うため親戚を頼りに鎌倉にやってきた青年コウタは、いとこのユカと由比ヶ浜でルーシーに出会ってしまう。頭部に受けたショックでルーシー以外の人格に入れ替わり、「にゅうにゅう」としかしゃべることの出来ない彼女をにゅうと名付け、彼女が人類を滅亡させる存在とは知らずに、コウタが住むことになる楓荘に連れて行く。
研究所はSATの出動を要請するものの失敗に終わり、ルーシーと遭遇して唯一生き残った隊員の坂東は彼女への復讐心を燃やし、SATを抜ける。その翌日、にゅうが掃除中に足を滑らせ頭部への衝撃を受けたことでルーシーは楓莊で覚醒、コウタを殺そうとするが、脳裏に浮かんだ少年の叫びによって殺すことを止める。その少年は8年前のコウタだった。そして研究所は同じディクロニウスのナナを追っ手に差し向けるが返り討ちに遭い、ナナは四肢を失ってしまうが、土壇場でベクターを発生させる脳の主要器官にダメージを与え、ルーシーのベクターを封じることに成功する。
やがて、家出少女のマユと家出犬のわん太、そして蔵間の手により研究所を抜け出したナナが楓荘に住むようになり、見ず知らずの他人と大人しいディクロニウスを受け入れた奇妙な同居生活が始まる。
マユとわん太が加わり、ナナが加わる以前に大学で角沢教授の話術にはまりにゅうを手放してしまうが、コウタはどうしても腑に落ちない点があり、気になって大学に戻る。そこで教授の助手である荒川と、教授の惨殺死体を目撃、荒川にこれは見なかったことと念を押されることとなる。
蔵間の単独行動を知った角沢長官は、全ディクロニウス内で最強と呼ばれる幼女であり、蔵間の実の娘であるマリコを解放する。
コウタは、にゅうやナナなどのディクロニウスとの関わりをとおして、封じていた8年前の鎌倉での出来事を思い出していく。ルーシーや蔵間、マリコなどの戦いは、ゆっくりと、だが確実に、楓荘の平穏を崩していく。
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