Frank Corvin era el jefe del equipo Daedalus, grupo de pilotos de las fuerzas Aéreas que en el 58 iban a convertirse en los primeros norteamericanos en ser enviados al espacio. Pero en el último momento, la NASA les sustituyó por... un chimpancé, y el equipo se disolvió. 40 años más tarde, cuando un satélite ruso Ikon sufre una avería, la NASA acude de nuevo a Corvin. La razón es que el Ikon tiene el mismo sistema de teledirección que un antiguo satélite americano cuyo diseño fue obra de Corvin, por lo que él es el único capaz de arreglarlo.

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.