En 2035, les robots sont pleinement intégrés dans notre vie et nous assistent à la perfection dans nos tâches quotidiennes : nous leur confions nos maison, nos enfants, nos vies. Nous avons tous confiance en eux… à l'exception d'un détective légèrement paranoïaque, Del Spooner (Will Smith). Ce dernier enquête sur le meurtre du professeur Miles Hogenmiller, chercheur en robotique. Spooner est le seul à penser que le crime a été commis par un robot.

Cette accusation ne semble pas fondée puisque les robots sont régis par 3 lois garantissant une sécurité totale :

- Première Loi : Un robot ne peut nuire à un être humain ni laisser sans assistance un être humain en danger.
- Deuxième Loi : Un robot doit obéir aux ordres donnés par les humains sauf quand ces ordres sont en contradiction avec la Première loi.
- Troisième Loi : Un robot doit protéger sa propre existence tant que cette protection n'est pas incompatible avec la Première ou la Deuxième loi.

Cette enquête amènera le détective Spooner à découvrir une menace bien plus terrifiante pour la race humaine.
I, Robot est un film au savoir-faire visuel exceptionnel, aux scènes d'action phénoménales et aux effets spéciaux dernier cri.