2019年，現(xiàn)代科技高度發(fā)達(dá)，機(jī)器人普及到人類世界的方方面面。中央種子島高中機(jī)器人部，是一個(gè)只有兩個(gè)人的小團(tuán)體，癡迷于掌上游戲的八汐海翔（木村良平 飾）和超級(jí)喜歡機(jī)器人的部長瀨乃宮秋穗（南條愛乃 飾），面臨因人數(shù)過少而廢部的局面。小秋夢想帶著本部最大的夢想——等高大小的機(jī)器人GUNVARL參加來年舉行的東京市博會(huì)。為了順利征得經(jīng)費(fèi)，機(jī)器人部必須在ROBO-ONE大賽上取得優(yōu)勝。峰回路轉(zhuǎn)、緊張刺激的比賽后，機(jī)器人部順利存活，還吸納了在機(jī)械方面擁有極高天賦的日高昴（細(xì)谷佳正 飾）入部。巨型機(jī)器人的建造有條不紊地進(jìn)行著，瑰麗的夢想恣意綻放，而陰謀的黑影也悄悄籠罩種子島，這一切全與九年前的事件息息相關(guān)…… 本片根據(jù)志倉千代丸的原作改編。