Aproximativ șapte sute de ani în viitor, Pământul este excesiv de poluat cu gunoaie și distrugeri ale vieții vegetale și animale, din cauza anilor de utilizare neglijentă a mediului înconjurător. Oamenii supraviețuitori au abandonat Pământul și trăiesc pe nava spațială.
Oamenii au creat roboți speciali pentru a curăța Pământul, astfel încât să se poată întoarce pe Pământ mai târziu, dar mediul nu reușește să se refacă și, pe măsură ce timpul trece, roboții încep să se distrugă din cauza vremii aspre și a terenului neprietenos, doar unul singur supraviețuiește pe nume WALL-E.
WALL-E își petrece zilele transformând gunoiul în blocuri solide și construind structuri cu ele. De asemenea, colecționează lucruri interesante și le păstrează în garajul pe care îl împarte cu un gândac, singurul său prieten.
Într-o zi, o navă spațială gigantică sosește și lansează un nou robot numit EVE.
Eve este trimis pe Pământ pentru a afla dacă există viață pe Pământ. EVE se concentrează pe găsirea existenței vieții ignorându-l complet pe WALL-E, deoarece el nu era o ființă vie. Wall-E o salvează pe EVE dintr-o furtună de praf și îi oferă un adăpost, unde Wall-E îi arată o ultimă plantă vie.
EVE capturează planta și intră automat în stare dezactivată. EVE devine nemișcată ca o statuie. WALL-E, nu înțelege ce s-a întâmplat cu noua sa prietenă, dar, fidel dragostei sale, o protejează de vânt, ploaie și fulgere, chiar dacă ea nu răspunde.
Câteva zile mai târziu, o navă masivă vine să o ia pe EVE, deoarece WALL-E nu a vrut să o piardă pe EVE, el atârnă în afara navei. Nava ajunge înapoi la o stație spațială mare unde stau toți oamenii.
WALL-E o urmărește pe EVE până la camerele roboților răi care încercau să o distrugă pe EVE, precum și ultima plantă vie, deoarece doreau ca omenirea să piară.
Căpitanul navei descoperă această șmecherie a roboților răi și cu ajutorul lui WALL-E și EVE, salvează ultima plantă vie și distruge toți roboții răi.
Apoi au stabilit din nou civilizația pe pământ și au trăit omenește toți împreună cu EVE și Wall-E.
.