
У 2100-х роках мегакорпорація Buy ‘n Large взяла під свій контроль всю сферу економічних послуг на Землі. Через величезну кількість відходів планета стає непридатною для життя. Намагаючись врятувати людство, Buy ‘n Large вивозить його у космос на борту гігантського корабля «Аксіома». На очищення планети кинуті тисячі роботів ВОЛЛ-І, але через сімсот років у робочому стані залишається лише один ВОЛЛ-І. Одного разу на планету прилітає EVE (Extraterrestrial Vegetation Evaluator) — робот, надісланий з «Аксіоми» для пошуку рослинного життя. ВОЛЛ-І закохується у неї, але незважаючи на всі його зусилля, головним для EVE залишається її програма.
ВОЛЛ-І, незважаючи на свою просту будову та обмежені функції, має дуже розвинену особистість. Він намагається вразити EVE, показуючи їй різні знахідки, які він зібрав за роки свого існування. EVE, на відміну від ВОЛЛ-І, має високотехнологічне обладнання та призначена для виконання конкретного завдання — знайти рослинне життя, яке б свідчило про можливість відновлення Землі.
Коли EVE знаходить маленьку рослину, «Аксіома» отримує сигнал про успішне виконання місії. Корабель повертає EVE на борт, але ВОЛЛ-І, який прив’язався до неї, вирішує піти за нею. Він долає численні перешкоди та небезпеки, щоб дістатися до «Аксіоми» і знову зустрітися з EVE.
На борту «Аксіоми» ВОЛЛ-І дізнається, що людство залишилося в невіданні про те, що Земля вже давно знову придатна для життя. Капітан корабля, AUTO, який має контролювати всю систему, вирішує не повертатися на Землю, оскільки він вважає, що люди повинні залишатися в космосі. AUTO намагається знищити рослину, але ВОЛЛ-І та EVE об’єднують зусилля, щоб захистити її.
Після вирішальної битви капітан «Аксіоми» розуміє, що людство повинно повернутися на Землю. Корабель повертається на планету, і люди починають процес відновлення екосистеми. ВОЛЛ-І та EVE продовжують свою місію, допомагаючи людям відновлювати Землю.
Ця історія є нагадуванням про те, що навіть у найбільш технологічно розвиненому світі, важливо не забувати про природні ресурси та важливість їх збереження. ВОЛЛ-І та EVE стають символами надії та любові, які можуть перемогти будь-які перешкоди.