2019年，现代科技高度发达，机器人普及到人类世界的方方面面。中央种子岛高中机器人部，是一个只有两个人的小团体，痴迷于掌上游戏的八汐海翔（木村良平 饰）和超级喜欢机器人的部长濑乃宫秋穗（南条爱乃 饰），面临因人数过少而废部的局面。小秋梦想带着本部最大的梦想——等高大小的机器人GUNVARL参加来年举行的东京市博会。为了顺利征得经费，机器人部必须在ROBO-ONE大赛上取得优胜。峰回路转、紧张刺激的比赛后，机器人部顺利存活，还吸纳了在机械方面拥有极高天赋的日高昴（细谷佳正 饰）入部。巨型机器人的建造有条不紊地进行着，瑰丽的梦想恣意绽放，而阴谋的黑影也悄悄笼罩种子岛，这一切全与九年前的事件息息相关……
本片根据志仓千代丸的原作改编。

在现实中，坂本龙太（本乡奏多 配音）是一个个性孤僻沉默寡言的宅男，但在网络游戏“BTOOOM！” 里，龙太则化身成为了实力超强的世界级玩家。令龙太意想不到的是，在某一天，本该属于虚拟世界中的厮杀蔓延到了现实世界里来，连他在内的数十位男女被某个神秘组织强制带往了一个荒岛上，在那里，进行着与网络游戏同名的真人游戏。为了生存，龙太必须利用自己的能力同素不相识的陌生人们战斗到底。
金发碧眼的少女卑弥呼（三森铃子 配音），曾经的好友织田信隆（中村悠一 配音），狡猾残暴的今川义名（奈良辙 配音），有着双重人格的吉良康介（泽城美雪 配音），他们为何会被卷入这场游戏？又是谁在背后操控着大局？一切尚在迷雾之中。