Em um futuro próximo, a África do Sul decidiu substituir os seus policiais humanos por robôs dotados de inteligência artificial. O criador, o cientista Deon, sonha em embutir emoções nos robôs. Um dia, ele rouba um modelo defeituoso e faz experiências nele, até conseguir criar Chappie, um robô capaz de pensar e aprender por conta própria. Mas Chappie é roubado por ladrões que precisam da ajuda para um assalto a banco. Quando Vincent, um engenheiro rival de Deon, decide sabotar as experiências do colega de trabalho, a segurança do país e o futuro de Chappie correm riscos.