公元2035年，是人和机器人和谐相处的社会，智能机器人作为最好的生产工具和人类伙伴，逐渐深入人类生活的各个领域，而由于机器人“三大法则”的限制，人类对机器人充满信任，很多机器人甚至已经成为家庭成员。
　　总部位于芝加哥的USR公司开发出了更先进的NS-5型超能机器人，然而就在新产品上市前夕，机器人的创造者阿尔弗莱德•朗宁博士却在公司内离奇自杀。
　　黑人警探戴尔•斯普纳（威尔•史密斯饰）接手了此案的调查，由于不愉快的往事，斯普纳对机器人充满了怀疑，不相信人类与机器人能够和谐共处。他根据对朗宁博士生前在3D投影机内留下的信息分析和对自杀现场的勘查，怀疑对象锁定了朗宁博士自己研制的NS-5型机器人桑尼，而公司总裁劳伦斯•罗伯逊似乎也与此事有关。
　　斯普纳结识了专门研究机器人心理的女科学家苏珊•凯文(碧姬•奈娜汉饰)，随着二人调查的深入，真相一步一步被揭露出来：机器人竟然具备了自我进化的能力，他们对“三大法则”有了自己的理解，他们随时会转化成整个人类的“机械公敌”。
　　斯普纳和凯文开始了对抗机器人的行动，一场制造者和被制造者之间的战争拉开序幕。

英国首相神秘逝世，美国特勤局特工班宁（杰拉德·巴特勒 Gerard Butler 饰）将配合特勤局局长琳·雅各布（安吉拉·贝塞特 Angela Bassett 饰）做好准备，陪同本杰明·阿瑟总统（艾伦·艾克哈特 Aaron Eckhart 饰）前往伦敦圣保罗教堂参加英国首相的国葬仪式。 　　由于所有大国首脑都必然要出席，这场葬礼理应是全世界安保最严密的活动。 然而，各国首脑刚刚抵达不久便遭遇暗杀，伦敦地标建筑也纷纷遭袭。阿瑟、班宁和雅各布也遭到伏击，在连天的炮火和爆炸中撤退。满目疮痍的英国首都进入封锁状态。奉雅各布之命保护阿瑟总统的班宁必须躲开敌人的视线，抢在对手的前头先下手为强，不惜一切代价保护阿瑟总统安全回国……