중국과 미국의 대립으로 냉전의 분위기가 다시 감돌기 시작한 세계를 배경으로 영국 국방부에서 과학자 맥카시를 주축으로 동료 에이바와 함께 로봇 기술을 개발한다. 빈센트는 로봇을 개발하기 위한 뇌스캔 기술을 아픈 딸을 구하기 위한 방도로 협조하고 있었고, 그 사실을 알게 된 에이바는 빈센트에게 협조해줄 것을 약속한다. 그러나 국방부의 기밀에 접근하게 된 에이바는 기술만 빼앗긴채 살해당하고, 빈센트는 그녀의 뇌스캔 기술로 만들어진 에이바의 얼굴과 이름을 붙여준다. 살인로봇으로 탄생한 머신 에이바는 점차 인간의 감정을 느껴가고, 그녀를 주축으로 머신들은 인간과의 최후의 전쟁을 선포하는데…
