拉链、纽扣，别针和麻布头组成的布娃娃机器人9号突然醒来时，美丽的城镇已经被破坏，到处是破败不堪的场景，自己是置身于毁灭后的荒凉世界，人类消失了、漫游在地球上的巨大的机器想要杀死最后仅存的生命。9号带着一个画有三个奇怪符号的圆形物体逃到街上，幸运的碰到了外出的发明家机器人2号，但是刚见面不久就被一个恐怖机器怪兽袭击，在袭击当中2号被怪兽掠夺走，9号虽然逃过一命但是也身受重伤，最后支撑不住晕倒。9号晕倒时正好被5号发现，5号把9号带回来他们的栖息地-也是基地，1 号告诉醒来的9号从1号出现以后的一些经过，这个世界的人类消失了，只剩下他们和一只怪兽，并且1号警告9号不要外出送死，想活命就得躲好，然后派勇猛粗壮的而且对1号言听计从的8号看好他们，9和5号站在楼顶观望远处，他们在一番口头争斗之后最后勇敢的9号终于说服5号跟他一起去寻找2号。

在经过努力的寻找之后他们终于找到了眼看奄奄一息的2号，还好2号没有任何事情，只不过被关在一个很大的铁笼里面，9号突然发现那只恐怖丑陋的怪兽正在旁边要激活“超级大脑”（当然了，2号并不知道怪兽是要激活“超级大脑”）。9号想趁怪兽不注意的时候救出2号。不过最终计划泡汤，主角此时此刻没有那么幸运，怪兽发现了他们，于是他们（2号、5号和9号）和怪兽恶斗一番，不过对于他们来说怪兽还是太强大，就在怪兽把他们逼入绝境正要下手的时候，我们勇敢伟大的唯一的女主角7号终于正式的绚丽登场，7号用那绚丽的移花接木的招式终于把怪兽一刀两断。

事情远远还没有结束，9号拿着一样莫名其妙的东西（我想当时9号应该是这么想的），而旁边刚好有一个也是奇怪的东西，9号把那奇怪的东西放入了同样的奇怪的东西里面，2号发现了9号的动作，2号想阻止9号，不过一切都晚了，接着奇迹发生了，一头奇形怪状的机器被唤醒（这台机器就是“大脑”），机器人抓住2号，并且把2号的灵魂吸走。9号目睹了这一过程（同时也被5号和7号目睹），而一切都太晚，于是他们一起合作争相逃命，还好，他们终于逃出了机器怪兽的魔爪。

这一件事情他们从没有见过，在7号的带领之下他们找到了双胞胎3号4号，3号4号是一对痴迷的科学，他们从不说话（至少在整部影片中他们没有说过话），但是他们研究一切东西。

在3号4号的帮助之下他们找到了事情的缘由（至少是一部分缘由），原来这个机器人“大脑”是一个科学家发明的，本意是用机器造福人类，但是政府却利用“大脑”造机器人然后与其他国家宣战（利益的驱动啊 ，讽刺了美国国情），然而好景不长，机器人最终倒戈，机器人又对人类宣战，在毒气的攻击之下，人类灭亡了。

5号告诉9号说6号经常画一个符号，而这个符号就是所谓的源头，9号主张回去找6号，但是7号忍受不住1号的行为所以一个人又孤独的伤心地跑开。

5号和9号找到了6号的画，但是又被8号抓个正着，8号把战利品（5号和9号）带给1号，又是在一番口头争斗中（公说公有理婆说婆有理），1号终于忍不住叫8号去惩罚他们，不过这时候刚好被“大脑”制造出来的一只能够飞行的机器怪兽发现（呵，又是机器怪兽），机器怪兽飞进来打翻了火盆，然后火盆点燃了建筑屋，又是一番斗智斗勇，在一伙人的最终努力之下终于把这只飞行的怪兽消灭了.

又是一只怪兽（“大脑”真是聪明，利用孔明灯的原理），这只怪兽把前面那只怪兽的残骸带回去交给“大脑”，“大脑”再一次愤怒了（主角逃跑的时候“大脑”愤怒了一次），“大脑”再一次运用它丰富的原理利用它神出鬼没的想法利用它邪恶的思想再一次造出一个令人眼花缭乱的怪物--机器蛇。（用2号的尸体造的）

恐怖的蛇啊，让别人没有反抗的力量（你看着它的时候就会没有反抗的力量），这只蛇怪分别把正在“吸毒”享受的8号（准确的说应该是吸磁），还有7号抓获。

9号和5号和6号和3号和4号，为2号举行了一个简单的葬礼（2号的尸体找了回来）。葬礼举行过后他们一伙（1号也来了）到了恐怖的兵工厂--“大脑”的基地，9号一人前往准备解救7号和8号，但是9号到达的时候刚好看见8号被“大脑”折磨也把灵魂吸走了。又是斗智斗勇（精彩片段请看电影），7号被解救出来，并且兵工厂也被炸得乐翻了天。

一整轻松的音乐把人送到了轻松地境界，仿佛这个世界除了音乐和爱情之外就没有任何其他东西了，电影高潮迭起，人们正在放松下来，不过好景不长啊，5号发现了“大脑”并没有被消灭，反而还前来，“大脑”又愤怒了，接着6号被抓了，6号临死前告诉9号要去他醒来时的地方，可怜的多愁善感的6号死了，最后连“尸体”也没有留下，9号返回他醒来的地方，然后看到了科学家临死的留言（应该是遗言），事情的来龙去脉终于搞清楚了，“大脑”正是这个科学家造出来的，本来是科学家要用机器人造福人类，但是可恶的ZF却把机器人用在军事方面，ZF侵略了其他国家与其他国家宣战，“大脑”的灵魂其实就是科学家的灵魂的一部分，因为是科学家给予了“大脑”灵魂，但是“大脑”虽然能够以自己为原型造一系列的机器人出来，但是“大脑”的脑子还是很简单很单纯的，很容易被别人腐化，“大脑”被被人利用去战斗区消灭其他人类，于是“大脑”就知道消灭人类，“大脑”后来造反了，后来把所有人类都消灭了，于是世界仅存他们（1号到9号机器人），科学家的遗言里面告诉9号他们都是用科学家的灵魂制造的，不过9号是最后造的，所有科学家用来最后的灵魂造9号，9号活了，科学家死了（超级感人）。内容里面还提到怎么使用“源头”。

1号他们正在和怪兽战斗，9号赶到了现场，而后激烈而又伤感的战斗，1号牺牲了自己挽救了准备牺牲自己的9号，9号深受感动而发挥出超级勇气终于把“大脑”消灭。

此时，他们的队伍也只剩下9号，7号，3号和4号了。在电影的尾声，9号，7号，无限感慨说道：“接下来会怎样？”　“我也不能确定。”“但这世界归咱们了。” “将由我们来改造。”