故事发生在风景优美而又浪漫的法国。菲丽西(艾丽·范宁 Elle Fanning 配音)自幼失去了父母,住进了孤儿院。在那里,菲丽西邂逅了名为维克托(戴恩·德哈恩 Dane DeHaan 配音)的男孩,两人之间结下了深厚的友谊。内心里,菲丽西一直希望能够成为一名芭蕾舞者,但是她知道,如果一直待在孤儿院的高墙之内,她的愿望将永远无法实现。 维克托的脑袋里总是充斥着古灵精怪的奇思妙想,在他的帮助下,菲丽西找到了从孤儿院逃跑的方法,两人结伴相互扶持踏上了前往巴黎的旅途,并且在经历了千难万险之后顺利抵达目的地。到了巴黎后,菲丽西才发现,属于她的冒险才刚刚拉开序幕。
在高度机械化的未来,先驱者集团的高级技术员梅尔斯发现,自己研发的S.A.R.型军用战斗机器人出现多起自我编程现象。与此同时,一直精英陆战小队被分派到先驱者集团的机器人训练基地进行实弹演练。梅尔斯跟随小队来到这个孤岛,发现通讯被阻断。由普科斯率领的小队在和小波机器人作战后,夜晚一名哨兵被机器人杀死,一场单纯的训练变成殊死战役。这座小岛正是S.A.R.型机器人的训练场地,而梅尔斯也发现,发出这次实弹演练指令的正是岛上的一个机器人...