在未来世界，科技十分发达，极度仿真的高智能人形机器人全面融入社会，成为人类的得力帮手。然而傲慢的人类仅把机器人当作服务自己的奴隶，忽略了它们悄然滋生的丰富情感。正读高中的向坂陆夫和众多“钻头系”（过度依赖机器人的群体）一样，日常生活全由机器人萨美打理，还坚信机器人三大法则。但近来他发现萨美常去指令以外的地方。困惑的陆夫邀好友真崎正树依据萨美的数据记录，来到一家叫“夏娃的时间”的咖啡馆，他们惊讶地看到这里有很多刻意消除标志性光环的机器人，此时它们和人类并无二致，也有各自的喜怒哀乐。与此同时，针对人形机器人“自我”意识愈发明显的情况，以伦理委员会为首的部分组织开始采取行动……