有壹天，他向往常壹樣工作著；突然，壹個巨大的飛行器降落並帶來壹個漂亮而現代感十足的機器人，這個外觀漂亮的機器人自來到地面就壹直在掃描各種看到的事物，仿佛在尋找什麽。瓦力小心翼翼的接近她，她自稱叫伊芙(Eve)，然而由於瓦力只是個低級機器人，只能叫出伊娃(Eva)。瓦力把她帶到了自己的破屋，像個孩子壹樣給她看自己收集的寶貝：打蛋器、塑料泡、魔方、燈泡、打火機。
當伊娃看到瓦力拿出壹棵從小綠苗，便突然不受控制似的渾身急劇地震動了起來，還將綠苗吸進自己的身體並進入了休眠狀態。突然的變故讓瓦力著急的不知所措，不停地呼喊著：伊娃！伊娃！伊！...娃！但伊娃卻再也沒有任何反應。瓦力以為她只是像自己壹樣沒電了，就拉著她到屋頂，陪她壹起曬太陽充電，不管多久，瓦力還是始終不肯放棄；
下雨了就給伊娃打傘，來沙塵暴了就用大桶給伊娃防沙。
但伊娃還是睡著了壹樣，只有胸前的綠苗標誌的燈像心臟壹樣在閃動。
瓦力決定換個方法帶著她去各個地方遊玩，希望她能醒過來；
可伊娃仍然沒有醒過來，瓦力的心也漸漸地失落了起來，生活逐漸沒了幹勁。沒見過太陽之前，我本可以忍受黑暗，見過伊娃之後，瓦力就再也變不回以前那個每天開開心心工作的瓦力了。
壹天，飛船又來了，並將伊娃接走了。為了救回心愛的她，瓦力毅然跟上了飛船，並最終進入了飛船的母艦：真理號。原來人類由於暴虐無度的開墾，致使地球的環境逐漸惡化到無法居住人類的地步，最終踏上真理號全員移民到外太空。每隔壹段時間就會派遣壹隊機器人回地球尋找生命痕跡，而伊娃就是其中壹臺。
帶回植物的伊娃，在向船長報告任務時，卻發現從帶回的植物丟失了，船長認為伊娃出現了故障下令將其送入了維修室；瓦力看著正在接受檢查的伊娃，誤認為維修員正在傷害她，情急之下將其救走，並誤打誤撞釋放了所有故障機器人，從而受到機器衛隊的通緝。伊娃很驚訝瓦力居然會出現在這裏還受到通緝，為了保護他，伊娃帶他進了逃生艙準備送回地球，卻意外發現了消失的綠苗。於是兩個機器人準備將綠苗送回給船長，這樣只要將綠苗放入位於艦體中心的生命掃描儀就可以出發真理號的返程。但就在放入的途中，機器副艦長亞當卻音被下達了不返程的秘密指令而背叛了艦長，想要將人類強行留在外太空；所以它拒絕執行艦長的命令並要銷毀綠苗，最終在眾人的努力下戰勝了叛變的機器亞當，將綠苗放入了生命掃描儀中，不幸的是瓦力爭奪的過程中受到不可修復的重創。由於瓦力的機型太舊，伊娃只能在返回地球後找到瓦力的小破屋中找到可替換的零件並修復好了他。可是修改的瓦力卻失去了記憶，成了壹個只會處理垃圾的普通機器人，對伊娃的牽手沒有任何反應。悲傷的伊娃拉著他的手做最後的告別，在兩人額頭相碰後準備離開時，瓦力的眼睛突然動了動：伊…娃…？
故事最後定格在了壹個美好的結局。
機器人瓦力是皮克斯的壹部巔峰之作，豆瓣評分9.3。講述的是壹個低級的垃圾處理機器人產生人類情感並最終俘獲美麗的高端機器人Eva芳心的故事。故事中刻畫的瓦力雖然是壹個機器人，但卻像極了壹個初經世事的懵懂而笨拙的少年。喜歡各種小玩具，有自己的壹片小天地，在遇到喜歡的認識時會暗暗觀察，小心的接近，認識後，又恨不得把自己所有的壹切包括玩具、愛好、感情都展現給她，以期能獲得她的些許回應或認可。影片中最讓我印象深刻的便是兩人的幾次牽手：從最開始的瓦力想牽而不敢牽到伊娃癱瘓後瓦力笨拙的摳出伊娃的手強行牽著；從飛船上兩人和諧的牽手到瓦力失憶後伊娃主動牽他的手，最後到瓦力恢復記憶緊緊握住伊娃的手。也是能從側面反映出兩人的感情歷程吧