La película se centra en el Capitán Malcolm Reynolds, un veterano de la Guerra Civil de las Galaxias, que ahora pilota la nave Serenity. Cuando Malcolm acuerda transportar a un joven doctor y a su inestable y telepática hermana, pronto se da cuenta que va a tener más problemas de los que creía cuando descubre que ambos pasajeros son fugitivos de la Alianza, la coalición que gobierna la galaxia, y que no van a detenerse hasta dar con ellos. La Serenity se ve en medio de una batalla entre las imparables fuerzas militares y los Ravers, salvajes bárbaros que vagan por los bordes del espacio.

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 queda a cargo de la investicación, ayudado por la psicologa de robots, Dra. Susan Calvin y un robot programado para tener sentimientos, Sonny. Este trio se verá inmerso en una impactante carrera contra el tiempo, llena de desagradables imprevistos. Su único objetivo será evitar que se lleve a cabo un complot donde los robots dominarán la raza humana.