La película comienza con la trágica muerte del agente Murphy, que es asesinado por unos brutales criminales haciéndole saltar por los aires. Un equipo de científicos y doctores reconstruirán sus restos y lo convertirán en un organismo cibernético imparable, programado para combatir el crimen sin descanso. De esta forma crearán a Robocop. Pero lo que nadie se imagina es que bajo su nueva carcasa cibernética, Robocop vive atormentado por los recuerdos de su vida anterior acompañados de pesadillas de su muerte a manos de los despiadados asesinos.
Tres ejes narrativos independientes uno del otro, que con el correr de los minutos empiezan a conectarse, forman la base a través de la cual se desarrolla la trama de la película. El principal de ellos tiene como centro de acción a Nathan Conrad (Michael Douglas), un brillante psiquiatra de New York que, tras atender a una joven y misteriosa paciente, ve como su vida cambia abruptamente una mañana, cuando su pequeña hija es secuestrada sin motivo aparente. El segundo eje muestra al líder (Sean Bean) de una banda de ladrones de joyas en busca de venganza a cualquier costo luego de haber sido traicionado por unos de sus socios. Y el tercero cierra el triángulo con la investigación que la policía interpretada por Jennifer Esposito inicia a raíz de dos violentos asesinatos.
Una joven funcionaria aparece asesinada en la Casa Blanca. De la investigación se encarga el detective de homicidios de la policía de Washington D.C. Harlan Regis (Wesley Snipes). El caso no es fácil, pero es que además los miembros del servicio secreto no parecen dispuestos a colaborar; es más: siembran su camino de obstáculos y pistas falsas. Sólo la agente Nina Chance (Diane Lane) se decide a ayudarlo. Mientras tanto, el Presidente debe resolver una crisis con Corea del Norte, que retiene como rehenes a un grupo de americanos.
