Di Metro City yang futuristik, Astro Boy—robot super kuat yang diciptakan sebagai pengganti anak seorang ilmuwan—berjuang mencari tempatnya di dunia. Setelah ditolak oleh sang ayah, ia terjebak dalam dunia gladiator robot sebelum akhirnya kembali untuk menyelamatkan kota dari kehancuran. Bisakah robot kecil ini membuktikan bahwa hati dan keberaniannya lebih kuat daripada sirkuitnya?