即將30 歲的上班族小宇，面臨著工作、家庭和生活的各種壓力。一個(gè)月前媽媽確診 癌癥，小宇邊瞞著媽媽邊想方設(shè)法湊手術(shù)費(fèi)，可依然杯水車薪。

一天回到家，發(fā)現(xiàn)家里一團(tuán)糟，樓梯上散落了許多雜物，以為遭賊，小宇第一時(shí)間沖進(jìn)廚房抄起菜刀，躡手躡腳、瑟瑟發(fā)抖地來到發(fā)出聲響的昏暗儲(chǔ)物間前，撥開儲(chǔ)物間的門，昏暗中四目相對，互相都嚇了一大跳。原來是破舊機(jī)器人小九，這是小時(shí)候爸爸買給小宇的陪伴機(jī)器人，不過它早就壞了，放閣樓吃灰十幾年，怎么突然冒了出來？

小宇沒深究，把機(jī)器人塞回閣樓，就呼呼大睡了。

晚上，小宇開代駕掙外快，收工時(shí)收到平臺(tái)消息得知即將推出機(jī)器人代駕。小宇正失落無奈之際，看到了廣場巨屏上的廣告——蘿卜特機(jī)器人公司即將舉辦20周年慶典：他們給20年前公司首款陪伴型機(jī)器人R-A全系列進(jìn)行了OTA升級，還將邀請前1000位創(chuàng)始人版本訂購用戶和機(jī)器人一同參加活動(dòng)?；顒?dòng)有三項(xiàng)大獎(jiǎng)，最默契人機(jī)組合獎(jiǎng) 666萬元，最XX獎(jiǎng)333萬，最XX獎(jiǎng)233萬，而剩下的參與者，也將獲得199999元的全額購機(jī)款返現(xiàn)。巧的是，慶典當(dāng)天正是小宇的30歲生日！

小宇狂奔回家，確認(rèn)了自己的機(jī)器人小九的序列號(hào)R-A999是第999位，擁有參加資格，便決定參加慶典，向最默契人機(jī)組合獎(jiǎng)666萬發(fā)起沖鋒！

于是，小宇趕緊想法設(shè)法地去修理小九，但因?yàn)槿鄙倭艘粋€(gè)關(guān)鍵元器件，導(dǎo)致小九的記憶加載功能失效，有部分失憶癥狀。但小宇管不了那么多，隨后他匆匆告別了母親，帶著有些“失憶”的機(jī)器人小九，踏上了去蘿卜特機(jī)器人公司總部參加慶典的旅途。小宇用自己廣告策劃的思維編故事灌輸和欺騙小九，拼湊出這些年來他們并未發(fā)生過的“美好記憶”，以此來套近乎，臨陣磨槍跟小九重新培養(yǎng)默契，鬧出很多笑料。

出發(fā)沒多久，小宇便接到了主治醫(yī)師的電話告知了手術(shù)的時(shí)間將要提前。小宇憂心忡忡，與此同時(shí)，他看到有個(gè)網(wǎng)名叫“賽博少女櫻”的網(wǎng)友想要重金收藏R-A型機(jī)器人。小宇短暫猶豫后，還是瞞著小九暗自跟“少女櫻”聯(lián)系了，初步溝通了賣掉小九的事宜。

然而，在相處中，小宇和小九又重拾了昔日的快樂，令小宇無比動(dòng)容。這時(shí)，小九也發(fā)現(xiàn)了小宇要給媽媽湊手術(shù)費(fèi)的事情。這天夜里，小宇在睡覺前，無比糾結(jié)地發(fā)信息拒絕了“少女櫻”，說他決定不賣了。發(fā)出消息，小宇倒頭大睡。小九卻迅速將信息撤回，以小宇的口吻跟“少女櫻”約定在下一站見面交易（賣掉自己）。

在約定的交易地點(diǎn)，少女櫻如約而至。一副朋克范兒酷女生打扮的少女櫻，卻帶著一個(gè)布偶熊貓，令人不解。當(dāng)少女櫻找到小宇要買走小九時(shí)，小宇一臉懵逼、猝不及防，這才發(fā)現(xiàn)是小九修改了他的消息。小宇以為小九發(fā)現(xiàn)了他欺騙小九的事情，想要離開他這個(gè)“主人”，情緒失控跟小九大吵一架。而在他們爭吵時(shí)，少女櫻聽出了小宇急需用錢的窘境，還妄圖在慶典上得大獎(jiǎng)，于是少女櫻順勢改變主意，決定賠他們一起去參加慶典，這樣，如果小宇沒得獎(jiǎng)（大概率事件），她就能重新談?wù)劷灰仔【诺膬r(jià)格了。

少女櫻一番勸解，合情合理，說服了小九、小宇重歸于好。但小九終歸還是有被賣掉的可能性，于是二人便分外珍惜最后的相處時(shí)間，默契值蹭蹭往上漲。少女櫻覺得不妙，擔(dān)心他們真的奪得大獎(jiǎng)，那小宇便不可能將小九賣給自己了，便想司機(jī)搗亂破壞……

終于，他們來到了蘿卜特機(jī)器人公司總部，周年慶典如期舉行。近1000名“主人”和機(jī)器人組合齊聚一場，蔚為壯觀。在進(jìn)行闖關(guān)表演節(jié)目前，機(jī)敏的小九看出了少女櫻的想法，便偷偷將小宇急用錢的真相告知，而少女櫻也放棄了搞破壞的想法，轉(zhuǎn)而大力支持他們，為他們搖旗助威。就在小九信心滿滿，勢在必得為小宇贏得大獎(jiǎng)之時(shí)，小宇卻emo了。原來，他看到那么多主人和R-A型陪伴機(jī)器人的故事后，內(nèi)心對小九愧疚不已，因此失神，出現(xiàn)失誤，錯(cuò)失大獎(jiǎng)。

不過，與大獎(jiǎng)失之交臂的小宇卻獲得了發(fā)言的機(jī)會(huì)。在萬眾矚目之下，他承認(rèn)自己欺騙和利用小九是為了獎(jiǎng)金，他鄭重地向小九道歉……由此遭到全場的噓聲、哄趕。這時(shí)，小九挺身護(hù)“主”，澄清小宇想要獲得獎(jiǎng)金是為了給媽媽湊手術(shù)費(fèi)。同時(shí)，小九還展示了一段塵封的記憶錄像：20年前商場，蘿卜特機(jī)器人店門口，小男孩和機(jī)器人友愛互動(dòng)（背景中，同樣鬧著要父母購買購機(jī)器人的小少女櫻，與小宇擦肩而過）；而隔壁汽車店，正要買車的父母看到小男孩那么喜愛機(jī)器人后就一致改變主意，買下了超出預(yù)算的機(jī)器人。這一是因?yàn)槟翘焓悄泻⒌纳?；二是因?yàn)楦赣H得了高危職業(yè)病，他放棄治療，并希望自己死后有機(jī)器人陪伴兒子。

而原本也是小男孩鬧著要買車當(dāng)生日禮物，只不過到了商場，小男孩卻對機(jī)器人目不轉(zhuǎn)睛……這便是小宇和小九相遇的故事！只不過小宇只知其一，不知其二。

看到眼前的這段錄像，小宇邊驚訝于小九怎么突然恢復(fù)了記憶，邊回想起過往與小九相伴的美好、父親去世的苦悶、小九為了保護(hù)自己而被汽車撞壞，被自己塵封閣樓，以及母親對父親去世原因閉口不談引起的母子爭吵……種種記憶一齊涌來，令小宇終于抑制不住，抱著小九當(dāng)場淚奔。全場注視、動(dòng)容，而一旁的少女櫻也深受感動(dòng)，默契地跟小九來了個(gè)勝利的wink，好像他倆之間有小秘密似的。

忽然，手機(jī)鈴聲響起，小宇接到了正在觀看活動(dòng)直播的媽媽從病床打來的電話，母子和解，再次感動(dòng)全場。最終，蘿卜特公司破例為小宇和機(jī)器人頒發(fā)最感動(dòng)人機(jī)家庭獎(jiǎng)，獎(jiǎng)金是媽媽的手術(shù)費(fèi)和全部治療費(fèi)用。

媽媽手術(shù)順利，術(shù)后恢復(fù)良好，小宇和媽媽、小九又成為了幸福的一家。

結(jié)尾彩蛋：少女櫻的布偶熊貓里原來藏著殘缺的R-A1000機(jī)器人！她想要購買小九其實(shí)也不是用來收藏，而是想拆掉小九的零件來修復(fù)她自己的R-A1000。而在慶典開始前她知道了小宇的真相后，便決定暫時(shí)將自己R-1000上的那個(gè)元件取下來，裝在了小九身上，讓小九得以恢復(fù)全部“記憶”……而現(xiàn)在，欠了少女櫻一個(gè)大大人情的小宇，必須要幫助少女櫻修復(fù)她的R-A1000了。于是，當(dāng)年在機(jī)器人店里擦肩而過的小男孩、小女孩，在20年后的今天又重新建立起了羈絆！