Ce qui suit dévoile des moments clés de l’intrigue.
L'action du film se situe dans un futur proche en Amérique du Nord, dans la ville de Détroit dans l'État du Michigan. Elle met en scène l'OCP (« l'Omni Cartel des Produits », « Omni Consumer Product » en VO), un conglomérat militaro-industriel et commercial important.
L'OCP a la mainmise sur divers marchés lucratifs, comme entres-autres, l'armement, les prothèses médicales, la fabrication de robots, mais aussi plus marginalement, la gestion du Département de la police de Détroit. Les hauts dirigeants de l'OCP ont un rêve : « Delta City », qui remplacera la vieille ville de Détroit moribonde.
Détroit est en effet envahie par le crime. La violence et le non-respect des lois sont monnaie courante. « Ce cancer », que représente le crime, doit être éradiqué avant l'embauche massive des « deux millions de nouveaux ouvriers qui insuffleront la vie dans cette cité », comme le dit l'un des dirigeant de l'OCP. « Il est temps de rétablir l'équilibre en faveur de la loi et de l'ordre », ajoute-t'il...
Le numéro 2 de l'OCP, Richard « Dick » Jones, présente alors à sa direction un projet de robot-policier, l'ED 209 (« Enforcer Droid 209 », en français « Droide Défenseur de l'Autorité 209 », traduit dans le film par Echo Dépisteur, pour garder les initials E.D.). Selon lui, la ville a besoin d' « un policier qui fonctionne 24 heures sur 24, qui n'a besoin ni de manger ni de dormir, doté d'une grande puissance de feu et des réflexes adéquats ».
À l'appui de ses dires, une démonstration est improvisée dans la salle de réunion entre un prototype ED 209 et un cadre de l'OCP, simulant un voyou armé. Malheureusement, l'expérience vire au carnage : l'ED 209 abat le « cobaye » de l'expérience en le criblant de balles (les bras de l'ED 209 sont équipés de mitrailleuses de gros calibre), bien que celui-ci ait obéi au robot en jetant son arme sur le sol. L'ED 209 ne semble pas avoir remarqué ce détail et réagit comme si le suspect refusait d'obtempérer (on entendra un scientifique présent dans la pièce dire que le robot n'a pas entendu l'arme toucher le sol, à cause de la moquette).
À la suite de cette « bavure », c'est au tour de Bob Morton, un jeune cadre ambitieux de l'OCP, concepteur affecté depuis toujours aux « seconds projets », de soumettre au directoire son propre projet : RoboCop. Dick Jones, ulcéré que Morton, ce jeune loup aux dents longues, vienne lui prendre la vedette, saura se souvenir au moment opportun de ce présomptueux pour lui rendre la monnaie de sa pièce...
Bien entendu, le président de l'OCP, après le fiasco de Dick Jones, envisage favorablement le projet de Morton. Il lui demande quand il pourra livrer le premier prototype. Morton lui répond alors, de façon cynique, que plusieurs agents de police parmi les meilleurs ont été déployés dans toutes les zones à haut risque de la ville. Il ne reste plus qu'à attendre que le premier d'entre-eux se fasse « descendre », afin de le transformer en robot policier...le RoboCop.
L'officier de police Alex Murphy (interprété par Peter Weller), fait partie de ceux qui ont été affectés dans les secteurs sensibles et mal famés de Detroit. Il fait équipe avec Anne Lewis (Nancy Allen). Au cours d'une mission, il se retrouve grièvement blessé et laissé pour mort, abattu froidement par les malfrats qu'il poursuivait. À leur tête, se trouve le terroriste Clarence Boddicker (Kurtwood Smith).
Informé rapidement, Morton jubile : il tient enfin son cobaye et peut commencer le projet Robocop avec cette « matière première » tant attendue. L'opération est un succès. Murphy, la mémoire purgée de tous les souvenirs de son ancienne vie, est réincarné dans un corps cybernétique ayant l'apparence d'un exosquelette de métal, et armé d'un puissant pistolet. Bon pour le service, il est alors envoyé combattre le crime dans Detroit. L'OCP le réaffecte dans son ancien commissariat, sans que personne ne le reconnaisse, bien que son ancienne équipière, l'agent de police Lewis, soit prise d'un doute à son sujet.
Si, dans un premier temps, RoboCop fait merveille et « nettoie » la cité des ces crapules par ses méthodes expéditives, il devient après un certain temps pris de doutes. Il est bientôt en proie à des cauchemars, concernant sa vie passée (sa famille notamment) et rêve même du jour de son assassinat.
Oubliant les directives de l'OCP, Robocop part à la recherche de son passé. Il quitte le commissariat et se lance à la poursuite des hommes qui l'ont tué...
