机器人9号（伊利亚•伍德ElijahWood饰）突然醒来，发现身边的世界充满危机，四处残败，一片末世景象。9号带着一个画有三个奇怪符号的圆形物体逃到街上，幸遇发明家机器人2号（马丁•兰道MartinLandau饰）给自己装上了声音，但2号却不幸被机器怪兽抓走。9号找到了老兵1号（克里斯托弗•普卢默ChristopherPlummer饰）、机械工5号（约翰•雷利JohnC.Reilly饰）、疯癫画家6号（克里斯品•格拉夫CrispinGlover饰）和大力士8号（弗雷德•塔塔绍尔FredTatasciore饰）。9号与5号擅自出行援救2号，危急时被女武士7号（詹妮佛•康纳利JenniferConnelly饰）救下，但无意中9号却令终极机器兽复活。带着自己从哪里来以及生存使命的问题，9号决定想尽办法制服机器兽，拯救全世界……
特罗伊·贝克 诺兰·诺斯 Khary Payton 萨拉·海蓝德 塔拉·斯特朗 汤姆·肯尼 约翰·迪·马吉欧 格蕾·德丽斯勒 威尔·弗里德尔 格雷格·西佩斯 斯科特·门维尔 海登·瓦尔希 艾米·希尔 瓦内萨·马歇尔 杰森·斯皮萨克 艾瑞克·鲍扎
中岛爱 潘惠美 松井菜樱子 山本匠马 生天目仁美 寿美菜子 渊上舞 宫本佳那子 钉宫理惠 西原久美子 今井由香 福圆美里 金元寿子 井上麻里奈 小清水亚美 水树奈奈 水泽史绘 冲佳苗 三瓶由布子 竹内顺子 伊濑茉莉也 永野爱 前田爱 仙台惠理 树元织江 榎本温子 本名阳子 野上尤加奈 能登麻美子 吉田小南美 平野文 爱河里花子 玉川纱己子 樱井透 金田晶 神田美佳 小堀幸 尾崎真实 古城门志帆 菅谷弥生 矢野亚沙美 相乐信赖 长南翔太 矢野智也 山本武人 滨健人 辻美优 高桥美衣 花房里枝 吉村那奈美 菊