ある捜査の過程で、私立探偵の伴俊作とその甥の健一は日本からメトロポリスへと渡る。そこは、人間がロボットの同居者を残酷に迫害し、独裁的な勢力が台頭する、不安に満ちたハイテク都市だった。二人は、人体臓器売買の容疑をかけられ、そこに潜伏しているとされる科学者、ロートン博士の調査をしていた。誰も知らないところで、ロートン博士はメトロポリスで最も影響力のある男、デューク・レッドのために、最先端の女性アンドロイド・ティマを建造していた。 予期せぬ事故によりロートン博士の研究所が炎上した後、生存者を探すうちに俊作と健一は離ればなれになる。健一は放心状態のティマを救出し、ロボット少女を執拗に追うデューク・レッドの冷酷な養子、ロックから彼女を守ろうと奮闘する。ティマの正体を知らない健一は、彼女を人間として友達になる。一方、俊作は健一との再会を図りながら、都市の暗部で進行する陰謀――デューク・レッドの支配への野心的な計画において、健一の保護下にある者が鍵を握っていることなど――を解き明かしていく。 [Written by MAL Rewrite]