影片講述了在2020年,人類拳擊被政府取締,只有機器人的拳擊賽才合法。休·傑克曼在片中出演一位前拳擊手查理,在退出拳壇後從事機器人格鬥。在一次跟他的機器人“偷襲者”(Ambush)在一場機器人VS鬥牛比賽中,因為疏忽而被RICKY的鬥牛“黑色霹靂”(Black Thunder)擊敗。他也欠下RICKY兩萬美金,落荒而逃。在比賽結束後,他被人通知他的前女友死了,留給他一個11歲的兒子麥克斯。查理為了重新買機器人,以10萬美金的價格把MAX的監護權賣給了麥克斯的姨媽。
查理拿了麥克斯姨夫預付的5萬美金,買了曾經名噪一時的日本格鬥機器人“吵小子”(NOISY BOY)。而由於麥克斯的姨媽姨夫要去義大利旅遊,所以麥克斯要由查理帶幾個月。查理帶著 自己的新機器人“吵小子”去參加一場黑市拳賽,麥克斯也去了。但是查理因為不聽MAX的建議去打熱身賽來熟悉“吵小子”的語音識別系統和招式,而直接挑戰地下拳壇霸主。最終,查理一敗塗地,“吵小子”成了一堆廢鐵。查理為了修理機器人,帶著MAX去偷可以用的零件。在那裡MAX不小心從峭壁跌落,卻被一個機器人的手臂勾住而獲救,這個機器人就是本片的英雄——一台老式的二代陪練機器人“原子”(ATOM)。麥克斯將原子帶回去,查理的青梅竹馬幫助他修好了原子,發現原子毫無戰鬥力,只有影子模仿系統。原子可以模仿眼前的人的動作。麥克斯決定讓原子參加拳賽,但是查理說原子只是陪練機器人,唯一的優勢就是抗打,去了也只是當沙包。但是麥克斯堅持,因此查理帶著麥克斯去機械動物園讓原子參加了一場拳賽,麥克斯和對手打賭只要撐過第一回合,對方就輸給自己一千美金。在比賽中,麥克斯操作機器人,他發現查理能很敏銳的預知對手動作。但是因為原子的招式太少,麥克斯又是第一次操控拳擊機器人,在第一回合中被對手“捷運”打得毫無招架之力,但是因為抗打居然奇蹟般地挨了過去。對手心有不甘,於是再次和麥克斯打賭,麥克斯接受了對手的挑戰。第二回合開始,麥克斯漸漸熟悉了機器人的操作技巧,發現了對手的拳路,因此第二場比賽打爆了對方的控制系統而贏得比賽。這個冷門讓查理很高興。麥克斯回去後,把從查理壞掉的機器人“偷襲者”和“吵小子”身上拆下來的東西加到原子裡面,讓原子也擁有了語音識別系統。然後麥克斯請求查理訓練原子。通過查理的訓練,原子的系統輸入了查理原來在拳擊台上慣用的各種絕招,然後他們四處參加地下拳賽,越來越強,不斷受到邀請,終於獲得了專業拳賽的邀請函…… 機器人“宙斯”的製造人曾戶拓想要用20萬來買“原子”來當“宙斯”的陪練。但麥克斯不同意。在打敗“雙頭怪物”之後,查理遭到RICKY的毒打,錢也全被搶走。日後,查理把麥克斯送給了麥克斯的姨媽。在查理的思考之後,要把麥克斯接回一晚,那一晚查理和麥克斯向“宙斯”發起了挑戰。“原子”在對決“在一回合之內就把敵人秒掉的宙斯”時“原子”又一次展現了他耐打的特性。幾回合後,“原子”聾掉了,查理決定使用“原子”的模仿功能。在第五回合,“沒有倒下過的宙斯”被“原子”打得節節敗退。不過“原子”最後的分數還是低於“宙斯”。人們給“原子”的稱號是“人民的冠軍”!