環境が破壊され、人類が宇宙に移住した29世紀の地球。小さなロボット、ウォーリーはたった1台で700年も町を掃除している。ウォーリーの夢はたった一つ、ビデオで繰り返し見る大昔の映画のカップルのように、誰かと手をつなぐこと。ある日、巨大ロケットが着陸し、そこから1体のロボット、イヴが出現。彼女に一目惚れしたウォーリーは、なんとか彼女と話せないか悩むがイヴの目的は地球に植物がないかを調べることだった。