Nous suivons le quotidien des professeurs Tenma et Ochanomizu, génies de la robotique, alors qu’ils sont encore étudiants. Ils ont crée un prototype du nom de Six qui développe sa propre conscience et qui dévoile les prémisses de Astro Boy (Atom en japonais), un robot capable d’aider l’humanité. Cependant, ils devront faire face à des menaces de plus en plus dangereuses qui va finalement forger le caractère de ce nouveau robot hors du commun.

Voici la version 2003 de l'animé Astro le Petit Robot, série culte des années 80. Elle nous raconte l'histoire d'Astro (ou Atom), un robot-enfant considéré par son créateur comme le robot ultime, celui qui a une âme et des sentiments à l'instar des êtres humains.

Nous sommes au début du 21e siècle et le professeur Baltus vient de perdre son fils Thomas dans un accident de voiture, pour le faire revivre, il crée un robot super-puissant à sa mémoire. Le professeur réalise par la suite que ce robot ne remplacera jamais son fils, car il ne grandira jamais comme un vrai enfant et décide de le vendre à un cirque de robots. Sauvé de ce cirque, où les robots sont maltraités, par le professeur Caudrine, il se fait baptiser Astro. Il commence à aller à l’école et se bat pour la justice en défendant les robots qui subissent des discriminations, ainsi que les humains menacés par de dangereux ennemis doté de puissants pouvoirs. Plus tard, une petite sœur est créée pour agrandir la famille d’Astro et se prénomme Uranie et n’a pour pouvoir qu’une super-force. Le méchant le plus célèbre est Atlas, un frère maléfique d’Astro à cause d’un « Facteur Oméga » Les pouvoirs d’Astro : - Il peut voler grâce à des réacteurs placés dans ses jambes - Il possède une super-force provenant d’un moteur de 100 000 chevaux (qui passera par la suite à un million). - Il peut lancer un rayon laser par son doigt et lorsqu’il transforme son bras en canon laser il lance un rayon encore plus puissant. - Une mitrailleuse est cachée dans son postérieur. - Ses yeux projettent une lumière aveuglante dont il se sert aussi pour se déplacer dans le noir.

Ce film a été diffusé le même jour que le premier épisode d'Astro Boy (2003). Il s'agit d'une sorte de prequel. Depuis la mort de son fils unique Tobio, le célèbre et génialissime professeur Tenma n'a plus qu'une idée en tête : le ramener à la vie. Pour cela, tous les moyens sont bons, y compris voler une technologie unique conservée au Ministère des Sciences.

L'histoire reprend le concept d'Astro Boy, mais dans un univers parallèle où les 7 robots considérés comme les plus puissants du mondes sont, à tour de rôle, victimes de tentatives d'assassinats. Gesicht, robot-enquêteur affilié à la police allemande, est chargé de retrouver le coupable.

Trois épisodes issus de la première série TV d'Astro le Petit Robot ont été repris pour ce film (épisodes 46, 56 et 71) et compilés pour cette sortie cinéma. Certaines scènes ont été colorisées pour l'occasion.