2028年，专注于开发武器系统的人工智能公司Omni Corp推出了一系列高级战斗巡逻员，这些机器人在维护和平和遏制犯罪方面取得了显著效果。在深受罪行侵扰的大都会底特律，正义感强且执法严格的警察亚历克斯·墨菲（乔尔·金纳曼扮演），因遭到诬告而受伤残疾。借助Omni公司首席科学家丹尼特·诺顿博士（加里·奥德曼饰）最尖端的技术支持，墨菲得以重生，以一名钢铁战警的身份归来。多轮严谨评估后证明，这名新式战士完全能够承担起保护城市安宁的责任，公众对他的好评如潮涨般上升；但对他的妻儿——克拉拉（艾比·考尼什饰）和他的儿子大卫来说，家庭间的亲密情感已大不如前。为了应对家人承受的精神创伤，墨菲毅然决然地展开行动，誓要揭露那个想将他置于生死边缘的真正幕后主使。