2029년 8월 23일, 소행성 99942 아포피스가 지구와 충돌하여 인류 문명을 파괴하고 세상을 황무지로 변모시킵니다. 생존자들은 오아시스와 다른 실용적이거나 거주 가능한 장소 주위에 정착촌을 형성하며, 황무지는 다양한 강도 집단과 돌연변이들에 의해 괴롭힘을 당하고, 이들은 모든 정상 인간을 탐욕스럽게 공격합니다.
2135년, 전 미국 해병대 중위인 니콜라스 레인이 아크라는 지하 대피소에서 106년간 동면 상태에서 깨어납니다. 이 지하 대피소들은 에덴 프로젝트의 직접적인 결과로, 수백 개의 아크가 지구 표면 아래에 봉인되어 인류의 일부를 보존하여 소행성 충돌 이후 문명을 재건하기 위한 대규모 국제 사업이었습니다. 에덴 프로젝트는 기대만큼 성공적이지 않았으며, 레인의 아크는 특히 심각하게 손상되어 다른 거주자들은 모두 사망하고 장비는 파괴된 상태로, 그는 특정한 목표 없이 혼자 깨어납니다.
레인은 지상으로 나가자마자 강도들에게 공격받지만, 지역 황무지 정착민인 댄 해거에 의해 구출됩니다. 해거는 레인에게 자신을 진정한 황무지 정부라고 주장하는 강력한 기술 집단인 권위가 아크 생존자들을 알 수 없는 목적을 위해 추적하고 있다고 알려줍니다. 레인은 해거의 정착촌과 주변 지역에서 몇 가지 작은 일을 수행하며 잠시 도움을 주고, 이 과정에서 동면에 들어가기 전에 그의 혈액에 주입된 나노트라이트가 그에게 혹독한 환경에서 생존할 수 있는 초인적인 능력을 부여했지만, 권위에게는 소중한 존재가 되었다는 사실이 드러납니다. 해거는 레인의 계속된 존재가 정착촌에 너무 위험하다고 판단하고 그를 인근 마을인 웰스프링으로 보냅니다.
웰스프링에서 레인은 강도, 돌연변이와 싸우고 물자를 운반하는 등 마을의 다양한 문제를 도와줍니다. 결국 그는 권위에서 일했던 노인 과학자 드. 크바시르와 접촉하게 되며, 크바시르는 그에게 돌연변이 생성과 같은 비인도적인 실험에 대해 이야기합니다. 크바시르는 그를 저항군과 연결시켜 주며, 저항군의 리더인 마샬 대위를 구출하는 임무를 맡깁니다. 마샬 대위는 최근 권위에 의해 투옥된 상태입니다. 레인은 다시 권위의 주목을 받게 되어 웰스프링을 떠나 지하철 마을에 있는 저항군 본부로 합류하게 되며, 그곳에서 마을과 폭군 시장인 레드스톤의 신뢰를 얻게 됩니다. 그는 또한 마샬 대위로부터 지난 세기 동안의 사건에 대해 듣게 되며, 마샬 대위 역시 아크 생존자입니다. 에덴 프로젝트를 담당했던 마틴 크로스 장군은 99942 아포피스가 지구를 강타하기 직전, 자신에게 충성하는 사람들만이 예정대로 아크가 열리도록 보장하여 작전을 방해했습니다. 이 첫 번째 아크 생존자들은 결국 권위를 형성하게 됩니다. 나머지 아크는 영원히 동면 상태로 지하에 남아 있어야 했으며, 레인의 아크도 마찬가지였으나 시스템이 손상되어 생존자를 보호하기 위해 자동으로 수면 위로 떠오르게 되었습니다.
권위가 황무지 정착촌에 대한 영향력을 강제로 확장하기 시작하자, 저항군은 레인의 도움을 받아 모든 아크의 위치를 보여주는 데이터를 복구해야 할 상황에 처합니다. 마샬 대위는 이 데이터를 사용하여 모든 아크를 활성화하고 권위를 물리칠 수 있는 군대를 형성할 계획을 세웁니다. 그러나 이를 위해서는 권위의 주요 본부인 캐피탈 프라임에서 데이터를 전송해야만 합니다. 레인은 혼자서 캐피탈 프라임을 뚫고 아크 활성화 코드를 전송하기 위해 싸우며, 게임은 모든 남은 아크가 동시에 활성화되어 수면 위로 떠오르는 장면으로 마무리됩니다.
On August 23, 2029, the asteroid 99942 Apophis collides with Earth, destroying human civilization and turning the world into a wasteland. Survivors come together to form settlements around oases and other practical or habitable locations, while the wastes are plagued by various bandits clans, and mutants, who attack all normal humans in a voracious horde.
In 2135, former U.S. Marine Lieutenant Nicholas Raine emerges from an underground shelter called an Ark, 106 years after being put into stasis. These underground shelters are the direct result of the Eden Project, a massive international undertaking in which hundreds of Arks, containing cryogenic pods, were sealed under the surface of the Earth to preserve enough of the human population to rebuild civilization after the asteroid collision. The Eden Project was far less successful than hoped, as Raine's Ark in particular was heavily damaged, with all of its other residents dead and equipment destroyed, and he wakes up alone with no specific goal in mind.
Raine enters the surface, where he is immediately attacked by bandits but is saved by Dan Hagar, a local wasteland settler who brings Raine to his settlement. Hagar informs him that a powerful technologically advanced organization known as the Authority, that considers itself the one true government of the wasteland, is hunting for Ark survivors for an unknown purpose. Raine briefly aids Hagar's settlement and others in the local area by completing a few small jobs, and during this time it is revealed that the nanotrites injected into Raine's blood before he was sent into hibernation have granted him superhuman abilities to help him survive the harsh environment, but have made him valuable to the Authority. Hagar believes Raine's continued presence is too dangerous for the settlement and sends him to the nearby town of Wellspring instead.
In Wellspring, Raine helps the town with various problems such as fighting off bandits, mutants, and ferrying supplies. Eventually, he comes into contact with Dr. Kvasir, an elderly scientist who previously worked for the Authority, who tells Raine about the inhumane experiments they were responsible for, such as the creation of the mutants. Kvasir puts him into contact with the Resistance, an armed anti-Authority group, where he is tasked with rescuing their leader, Captain Marshall, who has recently been imprisoned by the Authority. Raine again attracts attention from the Authority, forcing him to flee Wellspring and join the Resistance at their headquarters in Subway Town, where he earns the trust of the town and its tyrannical mayor, Redstone. He also learns what had happened in the past century from Captain Marshall, who is an Ark survivor himself. General Martin Cross, who was in charge of the Eden Project, sabotaged the operation shortly before 99942 Apophis struck the Earth by ensuring that only the Arks with people loyal to him were opened on schedule, with this first wave of Ark survivors eventually forming the Authority. The remaining Arks were supposed to stay underground forever in hibernation, including Raine's Ark, which surfaced only because its systems were damaged and it automatically rose to protect any surviving inhabitants.
With the Authority beginning to forcefully expand its influence on the wasteland settlements, the Resistance is forced to act with the help of Raine who can recover data that shows the location of every Ark on the planet. Captain Marshall plans to use this data to activate all the Arks and form an army that can defeat the Authority, but the only way to do this is to transmit the data from Capital Prime, the main headquarters for the Authority. Alone, Raine fights his way through Capital Prime to transmit the Ark activation code, and the game concludes with all the remaining Arks simultaneously becoming active and surfacing.