Rei Ayanami (forse da"Res, Rei" in latino "cosa") è il "First Children", colei che pilota lÈ il mistero fatto ragazza e anche la sua data di nascita è sconosciuta; ha circa quattordici anni, i capelli azzurri e gli occhi rossi. Poco incline alla conversazione e sempre chiusa in se stessa, vive con il solo scopo di pilotare il suo EVA-00, attaccandosi all'unica persona che la fa sentire sicura, Gendo Ikari, obbedendo meccanicamente ad ogni ordine le venga impartito. Sa di essere un esperimento della Nerv, un corpo e un'anima creati artificialmente sotto il completo controllo dell'organizzazione, ma questo non le impedisce di cercare di costruire, pezzo per pezzo, una sua identità. La sua denominazione interna dell'Agenzia Speciale Nerv è "First Children". Sa che anche se morisse, un clone prenderebbe il suo posto (per questo in battaglia si impegna spesso in missioni suicide). Nel corso della storia impara a provare affetto per Shinji, cosa che le consente infine di scoprirsi una persona vera.
Naoko Akagi (la defunta madre di Ritsuko) disse che Rei assomigliava molto a Yui Ikari; Rei ha inoltre la stessa voce di Yui, questo poiché la ragazza è stata creata utilizzando il DNA di Yui, a cui sono stati aggiunti segmenti di codice genetico di Lilith. Se si considera poi che la matrice della sua anima sia una particella di Lilith, risulta ancor più ovvio comprendere il suo ruolo chiave nella cerimonia che porterà al Tantai, essendo Rei l'essere che rende possibile la fusione tra Adam e Lilith.
Nel 2010 Gendo Ikari ne presentò il primo clone allo staff della NERV, dicendo che si trattava di una bambina di cui si stava prendendo cura. Tuttavia i fatti dimostrano che probabilmente sia stato lui stesso a crearla e quasi sicuramente a darle il nome. In un flashback di quando Yui era incinta di Shinji, Gendo aveva affermato che gli sarebbe piaciuto chiamare il nascituro "Rei" se fosse stata femmina. La piccola Rei ebbe il compito poi di far capire a Naoko Akagi di essere diventata inutile per Gendo, che lei amava. Impazzita di rabbia e dolore, e infuriata verso quella bambina così somigliante Yui Ikari (sua rivale in amore), Naoko strangolò il primo clone di Rei, uccidendola, e si tolse la vita. A quel clone ne sono seguiti altri due: la "seconda" Rei è quella che conosciamo dall'inizio della serie, affezionata a Gendo e successivamente anche a Shinji. Si suicida nell'episodio 23 per distruggere Armisael, il 16° Angelo. Viene quindi attivata la terza Rei, che continuerà fino alla fine della serie e genererà il Third Impact nei film. Quando Shinji, incredulo, la va a trovare all'ospedale dopo la battaglia con Armisael, lei è opportunamente fasciata ed afferma di non ricordare nulla, con un tono vocale che denota estrema indifferenza; afferma di essere "la terza".
Il fatto che Rei comunque rimanga in buona parte un clone di Yui spiega anche perché Shinji vede in lei atteggiamenti "materni", e perché Rei sembra affezionarsi anche a Shinji oltre che essere legatissima a Gendo. Ha un rapporto di estremo affetto e fiducia con quest'ultimo da quando egli andò personalmente a salvarla durante il fallimento di un test con l'unità 00: a lui caddero gli occhiali, che Rei raccolse e conservò come una sorta di reliquia, come segno dell'affetto che Gendo provava per lei. Più avanti comprende come Gendo non sia effettivamente affezionato a Rei, quanto al ricordo della defunta moglie Yui, dal cui DNA era stata creata. In Neon Genesis Evangelion: The End of Evangelion prenderà dunque le distanze da Gendo poiché arriva a comprendere che, pur essendo un clone, ha comunque una sua personalità propria, una sua anima, e affermerà di non essere il burattino di nessuno, ritornando da dove la sua anima aveva avuto origine, ossia nel corpo di Lilith, trascinando con sé l'embrione di Adam, ed iniziando così il Third Impact.
All'inizio della serie Rei sembra indifferente nei confronti di Shinji, almeno quanto lo è nei confronti del resto della classe, benché al contrario Shinji sia molto incuriosito da lei. Il loro rapporto diventa più profondo soltanto dall'episodio in cui lottano contro l'angelo Ramiel, e Shinji, andando a soccorerla come fece Gendo ai tempi dei primi esperimenti con l'unità 00, riesce a farla sorridere dopo che lei aveva rischiato la sua vita per salvarlo. Da quel momento Rei comincia a sviluppare un sentimento crescente nei confronti del ragazzo. Shinji è anche l'unica persona a cui Rei abbia mai detto "grazie". Il rapporto con l'altra pilota di EVA Asuka Soryu Langley invece è particolarmente conflittuale. Inizialmente Asuka domandò a Rei di fare amicizia, ma Rei rispose che l'avrebbe fatto se glielo avessero ordinato. Da quel momento Asuka ha cominciato a considerare Rei come una bambola senza anima, e considerando il suo odio per i giocattoli, ha riversato su di lei tutto il proprio rancore. In alcune occasioni Rei ha aiutato Asuka durante la battaglia,(ad esempio nello scontro con il quindicesimo angelo,che Rei elimina usando la lancia di longinus, salvando cosi' Asuka da una contaminazione mentale) il che ha acuito il disprezzo di Asuka, ferita nell'orgoglio'Evangelion 00.
Non accetta alcun tipo di sconfitta: vissuta presso dei tutori e addestrata come pilota dell'EVA 02 considera il campo di battaglia un palcoscenico sul quale dimostrare al mondo intero le sue stupefacenti abilità.
Nel suo disperato bisogno d'affetto s'incontra (e si scontra) con Shinji, che non può che chiudersi ancora di più in sé stesso di fronte a questo "corteggiamento" spietato condotto sotto forma di ostilità. La relazione di amicizia/odio evidenziata per tutta la serie prenderà, in Neon Genesis Evangelion: The End of Evangelion, i connotati di una contorta relazione dettata da amore represso e frustrazioni sessuali.
Mentre nella serie "regolare", vediamo solo i pensieri reali di Asuka nei confronti di Shinji (episodio 22, durante l'attacco dell'angelo) in cui si manifesta tutto il dolore per non riuscire a comportarsi come vorrebbe, sempre ingabbiata dalla sua maschera di pilota e ragazza sicura (mentre di Shinji è manifesta più l'attrazione fisica e l'iniziale ammirazione per questa ragazza così diversa da lui, che gli sembra risoluta e decisa... anche se in un episodio arriva a gettarsi in un vulcano per salvarla...), nel film "The End of Eva", è Shinji (in modo quasi perverso) a manifestare i suoi "sentimenti" per Asuka: dalla controversa scena iniziale di "Death and Rebirth"(di cui vale la pena sottolineare, più che l'epilogo dibattuto della scena della masturbazione, il fatto che lui vada a trovarla in ospedale pregando che si svegli dal coma perché è l'unica che può aiutarlo, a differenza di Rei e Misato che ormai lo spaventano) alla scena da cui inizia il Third Impact. Shinji, nel suo delirio, rivive un episodio del passato (momento del loro primo ed unico bacio), ma le cose non vanno come sono andate nella realtà: lui la implora di aiutarlo perché è l'unica che può farlo, dicendole che vorrebbe rimanere sempre con lei, lei lo respinge accusandolo di volerla solo usare perché è un debole e inetto alla vita, lui esplode distruggendo tavolo e sedie continuando ad implorarla e, all'ennesimo secco rifiuto, la strangola.
Durante la serie "regolare" saranno Angeli, sempre più forti, a separare la ragazza dalla sua unità Eva e a segnare il dramma del personaggio.
Asuka verrà infine gravemente ferita in combattimento dagli Evangelion 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, e 13 durante il film The End of Evangelion. Dopo aver affrontato con successo le 9 unità, l'autonomia dell'Eva 02 finisce: dopo disperati tentativi, l'Eva sembra riattivarsi (presumibilmente in modalità Berserk) ma gli Eva MP attaccano velocemente l'unità inerme squartandola sistematicamente. Creduta morta, ricompare nel finale al fianco di Shinji. La condizione solitaria dei due è un forte richiamo alle figure di Adamo ed Eva.
Nota: nel manga, la biografia di Asuka è leggermente differente, accentuandone il carattere tragico. La ragazza è nata da un intervento di inseminazione artificiale, a causa dell'infedeltà e della presunta sterilità del padre: questo la porta a considerarsi inferiore, alla stregua di una bambola o di "parti di ricambio", accentuando la rivalità con Rei. Seguendo le sue stesse affermazioni, lo sperma utilizzato apparteneva ad un famoso scienziato tedesco (la cui identità è sconosciuta a tutti, compresa Asuka) e che faceva parte di un progetto di eugenetica. La veridicità delle affermazioni non è confermata in nessuna occasione.