这座被称为这个时代进步象征的超级摩天大楼的竣工仪式正在大都会美拓保利斯举行。掌握着这座城市真正权力的RED先生（石田太郎配音）在舞台上说话很大声，而一名黑衣青年ROCK（冈田浩史配音）在重警的掩护下拔枪杀人，人群中一片混乱。目击这一事件的日本侦探班俊佐和他的侄子简一（小林圭的配音）开始了对整个城市谋杀案的调查。但ROCK被判定射杀了机器人，凶手没有发生任何意外就离开了。梅塔波利斯是一个双重结构的城市系统，由先进的地上部分和腐朽的地下部分组成。生活在这座城市的人类中，有人受益于高度发达的机器人世界，享受着文明和技术的优势，也有人被机器人剥夺了工作，生活无路可走，还有一些群体要求机器人也享有人权和自由。随着调查的深入，执行的真相逐渐浮出水面。无论机器人和人类最终会平等生存还是一起灭亡。。。本片改编自手冢治虫于1949年出版的同名漫画。