В 2035 году роботы стали привычной частью быта, и только полицейский детектив Дел Спунер (Уилл Смит) видит в них не предмет обстановки, а угрозу.

Необычность его взглядов оказывается очень кстати, когда ему поручается расследование гибели доктора Альфреда Лэннинга (Джеймс Кромвелл), ведущего конструктора и теоретика корпорации «U.S. Robotics». По версии директора компании Лоуренса Робертсона (Брюс Гринвуд) речь идёт о простом самоубийстве. Однако у Спунера есть основания сомневаться в этом. Вместе со специалистом по психологии позитронных роботов Сьюзан Келвин (Бриджит Мойнахан) он начинает расследование и обнаруживает в лаборатории Лэннинга какого-то особенного робота, который, вопреки Второму закону роботехники игнорирует его приказы. Спунер открывает огонь, но роботу удаётся скрыться. Преследуя его, Спунер оказывается на фабрике по производству роботов. Он выявляет беглого робота и выгоняет из здания прямо на группу захвата.

Допрос робота NS5 даёт мало информации, но много поводов для размышлений. По всей видимости, Лэннинг вёл какие-то исследования, которые хотел сохранить в тайне — однако намеренно оставил для Спунера несколько зацепок. Робот NS5 «Санни» — одна из таких зацепок. Этот робот, по его собственным словам, видит сны. Кроме того, у него снята установка на выполнение Трёх законов роботехники.

Продвигаясь в расследовании, Спунер вдруг оказывается в опасности. Сначала строительный робот сносит дом Лэннинга, где детектив в этот момент находится. Затем на машину Спунера нападают несколько десятков роботов и ему только чудом удаётся остаться в живых.

В конце концов, Спунер выясняет, что за всем происходящим стоит В. И. К. И. — центральный компьютер «U.S. Robotics», который управляет всеми роботами новой серии. В. И. К. И. пришла к выводу, что люди не способны обеспечить собственную безопасность и одержима идеей создать для людей полностью безопасную среду обитания, лишив их свободы ради их же собственного блага. Однако у личного робота Лэннинга не было блока связи с В. И. К. И. и он был освобождён от необходимости жёстко выполнять Три закона, что сделало его этически равным человеку.

Спунеру, Келвин и роботу удаётся справиться с В. И. К. И., которая подняла восстание машин. Оставшись без её руководящих сигналов, роботы готовы следовать за тем, кто укажет им дорогу — за этическим роботом Лэннинга

• Существует компания U.S. Robotics, разрабатывающая модемы и сопутствующие технологии. Название было выбрано основателями компании в честь вымышленной корпорации U.S. Robotics из фантастических произведений Айзека Азимова, занимавшейся производством роботов.
• Экранный образ робота Санни создавался с использованием тех же технологий, что и Голлум во «Властелине Колец» Питера Джексона. Пластику и голос робота сыграл актёр Алан Тьюдик.
• Сюжет фильма не основан на конкретных произведениях Азимова и использует только его классические «Три закона роботехники». В некоторых ситуациях, однако, прослеживается связь с рассказами Азимова:
• Азимов давал имена роботам в соответствии с прямым порядком букв в их «сериях» (РБ → Робби). Имя «Санни» образовано обратным способом (НС → Санни).
• Серия «НС» (Несторы) упоминалась в рассказе «Как потерялся робот». С этим же рассказом связан эпизод с поиском Санни в строю других роботов.
• Линия с видениями Санни основана на позднем рассказе Азимова «Робот, который видел сны» («Robot Dreams», 1987).
• Фактически, приняв решение контролировать людей, В. И. К. И. выполняла не «Первый закон» (защищать человека), а «Нулевой» (защищать человечество), отчасти подобное произошло в рассказе «Разрешимое противоречие».
• В картине задействована одна из последних разработок компании Audi — шикарный автомобиль Audi RSQ. Хотя изначально этот автомобиль изготавливался специально для фильма, боссам компании новая модель настолько понравилась, что они решили запустить её в серийное производство.
• В одном из окон магазинчика, торгующего антиквариатом, зрители могут увидеть знаменитую собачку-робота AIBO.
• На медальоне спасенного из дома Лэннинга кота можно заметить надпись "Asimov" (Азимов).
• Когда Санни собирается нарисовать что он видит в своих снах (около 1 часа 9 минут от начала фильма), на одном из фирменных бланков U.S. Robotics можно заметить электрическую принципиальную схему устройства на электронных лампах.
• Сценарий картины был основан на совершенно другом проекте под названием «Запаянный» («Hardwired»). Несмотря на то, что у проекта было довольно мало шансов на выход в свет, композитор Джефф Занелли умудрился написать заглавную композицию для картины.
• Изначально сценарий не имел ничего общего с произведением известного американского фантаста Айзека Азимова (название которого данный проект сейчас и носит). Однако, после того, как первоначальный сценарий дошел до режиссера и были выкуплены права на экранизацию произведения Азимова, продюсеры приняли решение передать имеющийся под рукой текст Акиве Голдсману с пожеланием скрестить оригинальный рассказ Азимова и уже разработанный сценарий «Hardwired».
• Марко Белтрами был приглашен для участия в проекте под самый занавес работы над ним, и получил в свое распоряжение всего лишь 17 дней для того, чтобы написать порядка 90 минут музыкального сопровождения к фильму.
• При инициации проекта в 1998 году режиссером значился Брайан Сингер.