Num futuro próximo, a África do Sul decidiu substituir seus policiais humanos por uma frota de robôs dotados de inteligência artificial. O criador destes modelos, o brilhante cientista Deon, sonha em dar emoções aos robôs, mas a diretora da empresa de segurança desaprova a ideia. Um dia, ele rouba um modelo defeituoso e realiza experiências até conseguir criar Chappie, um robô capaz de pensar e aprender por conta própria. Mas Chappie é roubado por um grupo de ladrões que precisa de ajuda para assaltar um banco. Quando Vincent, um engenheiro rival de Deon, decide sabotar as experiências do colega de trabalho, a segurança do país e o futuro de Chappie correm riscos.
