Es ist eine postapokalyptische Welt der Zerstörung und der Verwüstung, in der die Mecha-Puppe 9 (Stimme: Elijah Wood) ohne jede Erinnerung an eine frühere Zeit erwacht. Eine Welt, in der die Menschheit längst von ihren eigenen Maschinen gejagt und ausgerottet wurde. Und eine Welt, in der nichts und niemand zurückgeblieben und es keine Zukunft mehr zu geben scheint. Auf einem Erkundungsstreifzug durch die Ruinen trifft 9 auf den offenbar artverwandten 2 (Martin Landau), nur um zu erleben, wie sein neuer Freund wenige Sekunden später von einer rasenden Stahlbestie mit feurig-roten Augen entführt wird. Auf der Flucht begegnet 9 weiteren Überlebenden und ihrem Anführer 1 (Christopher Plummer), der seine Herde furchtsam im Untergrund einpfercht. Doch damit will der Neuankömmling sich nicht abfinden. Gemeinsam mit dem einäugigen 5 (John C. Reilly) und der flinken 7 (Jennifer Connelly) nimmt er den Kampf gegen die geheimnisvollen Teufelsmaschinen auf...
