Em um futuro próximo, a África do Sul decidiu substituir os seus policiais humanos por uma frota de robôs ultra resistentes e dotados de inteligência artificial. O criador destes modelos, o brilhante cientista Deon (Dev Patel), sonha em embutir emoções nos robôs, mas a diretora da empresa de segurança (Sigourney Weaver) desaprova a ideia. Um dia, ele rouba um modelo defeituoso e faz experiências nele, até conseguir criar Chappie (Sharlto Copley), um robô capaz de pensar e aprender por conta própria. Mas Chappie é roubado por um grupo de ladrões que precisa da ajuda para um assalto a banco. Quando Vincent (Hugh Jackman), um engenheiro rival de Deon, decide sabotar as experiências do colega de trabalho, a segurança do país e o futuro de Chappie correm riscos.