가까운 미래, 존 414는 최첨단 휴머노이드 로봇 식민지 구역이다. 로봇의 창조자 ‘말런 비트‘(트래비스 핌멜)는 딸이 실종되자 사립 탐정 ‘데이비드 카마이클‘(가이 피어스)을 고용한다. 데이빗은 최첨단 인공지능 ‘제인’(마틸다 루츠)과 함께 사라진 딸을 찾기 위한 임무에 착수한다. 위험이 도사리는 회색빛 도시를 헤매며 그들은 빠르게 퍼즐의 조각을 맞춰 나가고, 존 414의 비밀스러운 기원과 “로봇의 도시“의 진정한 목적이 드러나기 시작한다.