以2028年的底特律为背景，2028年跨国企业欧姆尼已成为机械人科技发展的核心，他们超卓的表现更引领美国于世界各地的战争中取得胜利，然而由于对机器人没有人类良知的意识和思维的顾虑，美国民众和国会议员大多反对在本土部署机器警察和士兵；而接下来欧姆尼公司更希望能令这种科技更加普及化。

底特律警察墨菲在打击以瓦隆为首的犯罪集团过程中受到罪犯报复，被安置在其车子下面的炸弹炸伤，导致其胸腔以下的身体被毁，为保墨菲的性命，在丹尼·诺顿博士的研究下，欧姆尼机器人公司利用他们最新的机器人科技将他改造成半人半机械的超级警察“铁甲威龙”，墨菲得以全新面貌出现。欧姆尼公司的CEO雷蒙德·塞拉斯希望这个具备人脑意识和机器人超级身体的超级警察“铁甲威龙”能赢得大众和国会议员的认可，继而能够在美国本土广泛部署。科学家在将底特律辖区所有犯罪资料输入墨菲的机械身甲资料库里后，墨菲能够很快寻找到犯罪嫌疑人并将之绳之以法，不过他也发现了自己所遭受的炸弹袭击的惨痛经历，并在意识里不断重复这一受害过程。

由于墨菲高效的执法效率，经过媒体报道后其知名度和受欢迎度在国内大增，赢得大量民众的好感，进而在国会中大多议员投票支持在本土部署机器人的法案。与此同时，墨菲很快找到瓦隆等人的地址，并迅速将其党羽一举歼灭，还发现了警局中有为瓦隆暗中效力的腐败警员。墨菲回到警局后，制裁了那两名腐败分子，并发现局长凯伦也有腐败嫌疑。就在其准备打击凯伦时，墨菲的动力系统被公司训练负责人里克关闭。此时墨菲妻子克拉拉还打算向媒体公开自己与丈夫被拒绝见面的秘密，公司主管雷蒙德·塞拉斯认为议案已经获得通过，而墨菲的存在已经不重要了，而且对公司利益还是个威胁，于是下令里克等人前去消灭墨菲。而丹尼诺顿博士获知该信息后，帮助墨菲顺利逃脱追杀，不过墨菲在对敌战斗中受伤。

克拉拉携带儿子去找雷蒙德询问丈夫的下落，被对方当作人质准备乘坐楼顶的直升机一起离开公司总部。墨菲前去营救妻儿，并打伤了雷蒙德。事后受伤的墨菲又被丹尼诺顿博士换上了新的战甲并与妻儿相见。而丹尼·诺顿博士公开承认半人半机器的机械战警还有很多问题，基于此美国总统否决了国会此前通过的议案，因此机器战警还是不能在本土部署，而一直支持部署机器人的谈话性新闻节目主持人诺瓦克则对此结果相当反感。