นักสืบ เดล สปูนเนอร์ (รับบทโดย วิลล์ สมิธ) ผู้ต่อต้านเทคโนโลยีของหุ่นยนต์ที่จะมีบทบาทมาทำหน้าที่แทนมนุษย์มากขึ้นเรื่อยๆ ได้ถูกมอบหมายให้สืบสวนคดีของ อัลเฟรด แลนนิ่ง (รับบทโดย เจมส์ ครอมเวลล์) ผู้สร้างหุ่นยนต์โรบอทให้กับบริษัทผู้ผลิตอย่าง ลอว์เรนซ์ โรเบิร์ตสัน (รับบทโดย บรูซ กรีนวูด) หลังจากที่เขาได้วางแผนฆ่าตัวตายและทิ้งจดหมายล่าตายฉบับหนึ่งเอาไว้ แต่นักสืบสปูนเนอร์เชื่อว่าเป็นฝีมือฆาตกรรมของหนุ่ยนต์ที่ถูกตั้งโปรแกรมให้มีความสามารถพิเศษมากว่าตัวอื่นๆ ถึงแม้ว่าเขาจะถูกกีกกันจากคดีที่ไม่มีทางจะเป็นไปได้ในการกล่าวหาหุ่นยนต์ ซูซาน คาลวิน (รับบทโดย บริดเจ็ท มอยนาฮาน) ผู้ช่วยของ ดร.แลนนิ่ง จึงเป็นคนเดียวที่ให้ความร่วมมือกับนักสืบสปูนเนอร์ในการค้นหาสาเหตุของเรื่องทั้งหมด