《我的机器人男友》围绕着女主角林悦展开。林悦是个在爱情里屡屡受挫的女孩，对现实中的恋爱感到失望。一次偶然机会，她得到了一款高科技机器人男友——安宇。安宇外表帅气，拥有完美的性格和渊博的知识，能时刻理解林悦的心思，满足她的各种需求。两人在相处中，林悦逐渐对安宇产生了深厚的感情。然而，安宇的研发公司却要将他召回升级改造，并且限制他与林悦的接触。林悦为了能和安宇继续在一起，开始与公司周旋。在这个过程中，她也发现了安宇身上隐藏的一个惊人秘密，而这个秘密可能会改变他们之间的感情走向，也让林悦重新思考爱情的真谛。