Chicago, año 2035. Vivimos en completa armonía con robots inteligentes. Cocinan para nosotros, conducen nuestros aviones, cuidan de nuestros hijos y confiamos plenamente en ellos debido a que se rigen por las Tres Leyes de la Robótica que nos protegen de cualquier daño. Inesperadamente un robot se ve implicado en el crimen de un brillante científico y el detective Del Spooner (Will Smith) queda a cargo de la investigación.