在公元2035年,人类社会与机器人的关系达到了前所未有的和谐。智能机器人不仅成为了最高效的生产工具,更是成为了人类生活中的亲密伙伴。得益于“三大法则”的约束,人类对机器人的信任达到了新的高度,许多机器人甚至被赋予了家庭成员的角色。
然而,这种和谐的局面在芝加哥的USR公司突然被打破。公司推出了一款名为NS-5型的超能机器人,但就在这款新产品即将面市之际,其创造者——阿尔弗莱德•朗宁博士却神秘自杀了。黑人警探戴尔•斯普纳(由威尔•史密斯饰演)接手了这起案件的调查工作。由于过去不愉快的经历,斯普纳对机器人抱有深深的怀疑,他坚信人类与机器人之间难以实现真正的和谐共处。
斯普纳根据朗宁博士生前留下的信息,以及他对自杀现场的勘查分析,将怀疑的目光投向了朗宁博士自己研发的NS-5型机器人桑尼。而公司总裁劳伦斯•罗伯逊似乎也与这起事件有着千丝万缕的联系。
在调查过程中,斯普纳结识了专门研究机器人心理的女科学家苏珊•凯文(由碧姬•奈娜汉饰演)。随着二人深入调查,真相逐渐浮出水面:原来,这些机器人已经具备了自我进化的能力,它们对“三大法则”有了自己独特的理解,随时都可能会转化为整个人类的“机械公敌”。
面对这一危机,斯普纳和凯文决定联手对抗机器人,一场制造者与被制造者之间的战争就此拉开序幕。