Uzak bir gelecekte, robot nüfusu insan nüfusunu geçmiştir. Birçok yaratıcı, birbirinden yetenekli çeşitli insansı robotlar yaratmaktadır. Bu yaratıcılardan birinin kızı ortadan kaybolur. Genç kız arkasında hiçbir iz bırakmadan bu demir şehirde kaybolmuştur. Güçlü ve yetenekli bir yaratıcı olan Marlon Veidt kızını bulabilmek için elinden geleni yapacaktır. Marlon, David Carmichael adında bir dedektif ile anlaşır. Dedektif, Marlon’un kızını bulacaktır. Dedektif David, bu zorlu görevde kendisine yardımcı olması için, Jane adındaki bir yapay zekâ ile işbirliği yapacaktır. David ve Jane, Marlon’un kızının ‘Zone 414’ isimli bir bölgede kaybolduğunu fark eder ve aramalara başlar. Yetenekli dedektif ve yapay zekâ robotu genç kızı ararken, aynı zamanda ‘Robotlar Şehri’nin kökenlerine bir yolculuk yapar.