Charlie Kenton (Hugh Jackman) war einst ein erfolgreicher Profi-Boxer. Doch auf dem Höhepunkt seiner Karriere ist er gezwungen, das Boxen an den Nagel zu hängen. Denn fortan sollen keine Menschen mehr in den Ring steigen, sondern riesige, auf Kampf programmierte Roboter. Kenton, der sich zunächst als Manager für die Maschinenkämpfe über Wasser hält, gibt den Traum vom ersehnten Titelgewinn niemals auf. Als sein Sohn Max (Dakota Goyo) ihm einen ausrangierten Sparring-Roboter namens Atom präsentiert, ist er zunächst wenig begeistert. Denn Max drängt darauf, Atom in den Kampf zu schicken, doch Charlie ist sich sicher, dass dieser nicht eine einzige Runde überstehen wird. Doch Atom erweist sich bald als seine große Chance, nicht nur auf den ersehnten Titelgewinn, sondern vor allem auch auf den Aufbau eines Vater-Sohn-Verhältnisses.