公元2035年，是人和机器人和谐相处的社会，智能机器人作为最好的生产工具和人类伙伴，逐渐深入人类生活的各个领域，而由于机器人“三大法则”的限制，人类对机器人充满信任，很多机器人甚至已经成为家庭成员。总部位于芝加哥的USR公司开发出了更先进的NS-5型超能机器人，然而就在新产品上市前夕，机器人的创造者阿尔弗莱德•朗宁博士却在公司内离奇自杀。黑人警探戴尔•斯普纳（威尔•史密斯饰）接手了此案的调查，由于不愉快的往事，斯普纳对机器人充满了怀疑，不相信人类与机器人能够和谐共处。他根据对朗宁博士生前在3D投影机内留下的信息分析和对自杀现场的勘查，怀疑对象锁定了朗宁博士自己研制的NS-5型机器人桑尼，而公司总裁劳伦斯•罗伯逊似乎也与此事有关。斯普纳结识了专门研究机器人心理的女科学家苏珊•凯文(碧姬•奈娜汉饰)，随着二人调查的深入，真相一步一步被揭露出来：机器人竟然具备了自我进化的能力，他们对“三大法则”有了自己的理解，他们随时会转化成整个人类的“机械公敌”。斯普纳和凯文开始了对抗机器人的行动，一场制造者和被制造者之间的战争拉开序幕bbb

正在调查坠落在太平洋上的不明飞行物体的海上自卫队二尉有动贵文（大澄贤也），遇到了突然出现的蓝光，受发光体的影响，导致遗传因子标准的变质，变成了凶恶的怪兽THEONE。之后，他（THEONE）从防卫厅内的特殊机关BCST（对生物工程学的研究机关）的监视下逃走，从此就没了音训。另一方面，航空自卫队F15J飞行员真木舜一（别所哲也），为了多点时间陪伴患有先天性疾病的儿子继梦决定辞去官职。在最后一次飞行中真木与“红色发光体”在空中相遇。这是theone事件后3个月发生的事情。但是真木奇迹般地生还，然后转职成为了民航机飞行员，展开了新生活。对这样的真木还是有机关非常关注，尤其是BCST中的化学担当官水原沙罗，BCST将真木强制带走，在废工厂中搭建的BCST研究室进行身体上的监视。此时行踪不明的怪兽THEONE像被某种东西吸引而回来了。遭受THEONE攻击而濒死的真木，身体发生了变化，在红色光球的力量之下变身了！变成身高10M拥有银色光芒的钢铁身体型态，偶而还有自己意志的真木，跟THEONE展开作战，但是因为变身不完全，能量快速消耗，在遭到决定性的一击后变回了真木舜一的型态。然后沙罗将这个在THEONE之后出现的生命体定名为“THENEXT”。真木在从东京被护送回BCST研究室的途中得知了儿子继梦入院的消息,在赶到医院后跟妻子蓉子再次的碰面了。此时,人类最大的危机出现了,在吸收了各式各样的生物进入体内而产生变异的"THEONE"重返出现在新宿的街道上,从口中发出的的超绝火炎光弹将街道烧毁殆尽有恸的人格已经被"THEONE"取代,已经成为不能变回为人的状态。不过那样的有恸以前与水原沙罗却是有着婚约的情侣为了沙罗心中的回忆，并且为了跟儿子继梦的约定，为了保护心爱的家族，真木再次变身。那个姿态更加进化成巨大化40m，在间接部有像流血般的红色，两肘的特征是出现肘刀。现在，以新宿副市中心为舞台，ULTRAMAN与"THEONE"的决战之火开始燃烧了bbb