公元2046年，科技發(fā)展之下為人類服務(wù)的機(jī)器人已廣泛普及。智能機(jī)器人K-1（方力申飾）受命以化名"德明"潛入小鎮(zhèn)協(xié)同警務(wù)工作，接受警察隊(duì)長(zhǎng)徐大春（胡軍飾）監(jiān)管。具備完美社交模式的德明憑借風(fēng)流倜儻的外表迅速贏得小鎮(zhèn)女性青睞，女警素梅（孫儷飾）更對(duì)其暗生情愫，引發(fā)傾心素梅的徐大春強(qiáng)烈嫉妒。兩人因情感糾葛爭(zhēng)執(zhí)不斷之際，失控機(jī)器人K-88（吳京飾）在鎮(zhèn)內(nèi)大肆破壞。迫于局勢(shì)，德明與徐大春聯(lián)手圍剿，在經(jīng)歷激烈交鋒后，K-88關(guān)于"機(jī)器人應(yīng)有自由意志"的宣言令德明產(chǎn)生動(dòng)搖。素梅對(duì)德明真摯的情感逐漸喚醒其程序中本不該存在的愛(ài)意，而徐大春也在危機(jī)處理中重新審視人性與科技的關(guān)系。最終德明選擇犧牲自身核心程序阻止K-88的破壞行為，其存儲(chǔ)的情感數(shù)據(jù)被永久清除后重啟，小鎮(zhèn)恢復(fù)表面平靜，而人類與人工智能的深層矛盾仍在暗流涌動(dòng)。