电影重现了饱受争议的同性恋作家卡波特写作小说《In Cold Blood》的历程，深入到卡波特敏感而又残酷的内心世界。
小说主角的原型是1959年美国一个凶残杀手佩里（克利夫顿·克林斯 Clifton Collins Jr.饰），他为了区区100美金而杀害了一家四口。敏感的卡波特（菲利普·塞默·霍夫曼 Philip Seymour Hoffman饰）嗅到了这桩新闻的写作价值，他得到了杂志社的帮助，前往案发地调查关于杀手的一切，一篇纪实文学在卡波特心里酝酿，而功成利就的欲望也在他内心翻滚。
然而，当他和佩里展开长时间的访问接触，却发现眼前这个凶手和自己惊人的相似。佩里把卡波特视为知己，一次次把希望寄托在他身上。然而，在卡波特心里，佩里也只能让位于他的作品，他的名利。
佩里沦为自己深信的人手中的一颗棋，而卡波特，也在作品成名后，终生无法为自己的残忍而释怀。

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。