روایت زندگی تنهای «وال-ای»، ربات کوچک جمعآوری زباله، در زمینی متروکه و آیندهای دور است که قرنها از ترک انسانها میگذرد. او روزهایش را با جمعآوری اشیای قدیمی و تماشای فیلمهای کلاسیک میگذراند، تا اینکه ورود ربات پیشرفته «ایو» همه چیز را تغییر میدهد و او را به سفری فضایی و پرماجرای غیرمنتظره میکشاند، جایی که با رازهای پنهان بشریت روبرو میشود.
