Робот ВАЛЛ*И из года в год прилежно трудится на опустевшей Земле, очищая нашу планету от гор мусора, которые оставили после себя улетевшие в космос люди. Его размеренное существование, которое разнообразит лишь хобби по собиранию разных оставшихся после людей любопытных штучек, переменится, когда ВАЛЛ*И встретит робота нового поколения по имени Ева, которая прилетела для изучения брошенной планеты. Ева вскоре откроет, что деятельность ВАЛЛ*И имеет непосредственно отношение к будущему всего человечества и отправляется доложить о результатах экспедиции людям, ожидающим вестей о том, можно ли возвращаться на Землю. В это же время ВАЛЛ*И бросается на поиски новой знакомой, и это путешествие приведет его к череде невероятных событий, благодаря которым он встретит друзей, поднимется к звездам и даже сумеет изменить к лучшему своих бывших хозяев.