Tahun 2035 Masihi adalah masyarakat di mana manusia dan robot hidup dalam harmoni, sebagai alat pengeluaran terbaik dan rakan kongsi manusia, telah secara beransur-ansur menembusi pelbagai bidang kehidupan manusia, bagaimanapun, disebabkan oleh sekatan "tiga undang-undang". robot, manusia penuh kepercayaan kepada robot, malah banyak robot telah menjadi ahli keluarga. USR, sebuah syarikat yang beribu pejabat di Chicago, membangunkan robot super NS-5 yang lebih maju, namun, sebelum pelancaran produk baharu itu, pencipta robot itu, Dr. Alfred Ronning, secara misteri membunuh diri dalam syarikat itu. Detektif polis kulit hitam Dale Spooner (lakonan Will Smith) mengambil alih penyiasatan kes ini Disebabkan masa lalunya yang tidak menyenangkan, Spooner penuh dengan keraguan tentang robot dan tidak percaya bahawa manusia dan robot boleh hidup bersama secara harmoni. Berdasarkan analisis maklumat yang Dr. Langing tinggalkan dalam projektor 3D semasa hayatnya dan penyiasatan tempat kejadian bunuh diri, dia mengesyaki bahawa robot NS-5 Sonny yang dibangunkan oleh Dr. Langing sendiri telah menjadi sasaran, dan presiden syarikat Lawrence Robertson nampaknya juga ada kaitan dengan perkara ini. Spooner berkenalan dengan Susan Kevin (Bridget Ninahan), seorang saintis wanita yang pakar dalam psikologi robot Ketika kedua-duanya menyiasat lebih lanjut, kebenarannya terbongkar selangkah demi selangkah: robot itu sebenarnya mempunyai keupayaan untuk berkembang sendiri pemahaman sendiri tentang "Tiga Undang-undang", dan mereka akan berubah menjadi "musuh mekanikal" seluruh umat manusia pada bila-bila masa. Spooner dan Kevin mula melawan robot, dan perang antara pembuat dan buatan bermula.