La storia parla di 4 ragazzi che frequentano la scuola media Kadic, i quali scoprono un super computer situato nei sotteranei di una fabbrica (che riproduce una fabbrica della Renault sull'Ille Seguin chiusa nel 1992 e abbattuta prima del 2004) la quale controlla un mondo virtuale chiamato Lyoko. I quattro ragazzi, Jeremie Belpois, Yumi Ishiyama, Ulrich Stern e Odd della Robbia, scoprono che questo mondo parallelo è stato creato da Franz Hopper, un ex professore di scienze della loro scuola protetto da una ragazza virtuale Aelita, prigioniera al suo interno e che sarà devirtualizzata da Jeremie, in modo tale da essere liberata e poter fare ritorno al mondo reale. Ma i ragazzi dovranno vedersela con l'intelligenza virtuale XANA e la sua smania di dominare il mondo. Anche Xana è una creatura del professor Hopper, creata allo scopo di distruggere la terribile arma Cartagine, che aveva inventato egli stesso per conto di un'azienda. In seguito scoprirà che l'agenzia, voleva attaccare la terra per distruggerla. Nel corso della storia, si svelerà che il professore aveva costruito Lyoko per proteggersi e che vi aveva inviato la figlia Aelita per salvarle la vita.