1997年的首爾，這是一場關于機器人的講座，在韓國被譽為愛因斯坦的女科學家吳璐拉正在繪聲繪色的向大家展示未來的機器人，當她正在講述機器人可以跟人類無限接近，甚至可以替代遠在他方的親人時，坐在前排的一個小孩高呼不要，原來他是吳璐拉的兒子，名叫南信，聰明而又活潑，與臺上的媽媽進行了一場聰明而又幽默的對話，引得現場陣陣發笑。
講座結束后，吳璐拉準備拉帶著兒子南信去找爸爸南鄭宇，南信撥通爸爸電話，手機鈴聲卻不合時宜的在附近響起來，一抬頭，卻看見南會長公司的人拿著手機，南會長是韓國赫赫有名的大企業PK集團的會長，也是南政宇的父親，他一直反對南政宇跟吳璐拉在一起，所以吳璐拉準備帶著兒子見爸爸然后一起出國。來人告訴吳璐拉南政宇昨天晚上自殺了，并帶著一群保鏢強行將南信帶走，留下一大筆錢給吳璐拉。
吳璐拉傷心至極，在丈夫靈位前哭了起來，最后決定用那筆錢買了輛豪車，開著車沖進了南會長的別墅，一心想要帶走兒子。不想南信為保媽媽平安，按照爺爺的吩咐對媽媽說，是媽媽害死的爸爸，想要把媽媽氣走，吳璐拉不相信這是南信說的話，還是發了瘋似的要帶走兒子，南會長的人這次又拿南信的命作為威脅，問吳璐拉要這么自私再害死兒子嗎，吳璐拉才徹底死心，一個人默默離開，去了捷克。
在捷克，吳璐拉依然致力于研究機器人，1998年在一個先進的實驗室里，一個與南信外貌一模一樣的機器人被她制造出來，取名叫南信1號，機器人南信睜開眼睛叫媽媽的那一刻，吳璐拉繃不住哭了，說“南信，我好想你”，這時機器人南信的第一原則——“擁抱哭泣的人”功能被啟動，他溫柔的抱住了傷心的吳璐拉。
六年后的某一天，吳璐拉看著長大后的南信的照片在發呆，然后她決定對機器人按照南信現在的樣子再次進行了改造，取名南信2號，以前南信不會下臺階，這次南信不僅會了，還會的更多了，他說還想要微笑。于是時間到了2015年，南信3號問世，這時的南信已經越來越像人類了，會笑，會跑，會做飯，更會照顧媽媽，還會人類不會的很多技能。那天，南信出去看正在屋外發呆的媽媽，吳璐拉恍然間以為是丈夫，不油的眼淚濕潤，南信再次擁抱了她，就這樣，他們在捷克的這個家一直幸福的生活著。
直到2018年的首爾，這天人類南信跟往常一樣，被一群保安保護著出現，他現在是赫赫有名的PK集團的本部長，被集團安排的保安組緊緊包圍，因最近南信經常跟各路女人來往，這群保安的任務主要是防止狗仔隊偷拍，保安組有一名叫姜小鳳的女人表現尤其積極，但是她禁不住金錢的誘惑，與曹記者合作，偷拍南信的照片并公之于眾。這會她看見南信與一個女人正在親熱，趕緊又偷拍了一組，正高興的離去，不料被南信抓個正著，南信當眾給了她一巴掌，周圍人瞬間炸開了，都舉起手機開始拍照錄像，保安隊長急忙帶人維持秩序，而南信已趁亂悄悄離開，坐上了前往捷克的飛機。
飛機上，南信打電話給一個身著正裝追到飛機上的男子，該男子名叫池英勛，是南會長以前安排在南信身邊，一直跟著南信的貼身秘書，他發信南信不見后，慌忙追上來，卻上錯了飛機，他央求南信參加完無人汽車發布會后再離去，南信卻淡淡的說，媒體應該已經曝光自己干的一切，無人汽車發布會面向全國觀眾，自己目前的形象對集團極為不利，就當為公司消失了。
而偷拍的姜小鳳這會被保安隊長及隊友嚴厲斥責以及鄙視，而后又被池英勛炒了魷魚，她郁悶至極，給在外面等她的曹記者道了個歉，便央央離開了。
曹記者不知為何一臉抱歉的模樣，這時接到一個電話，竟然是南信打來的。原來這一切都是南信一手操作的，他與曹記者合作，借姜小鳳之手偷拍照片，不惜毀掉自己的名聲，目的就是擺脫爺爺與集團控制，去尋找媽媽。而飛機上，他也被人跟蹤了。
南信走后，PK集團也背負了很多負面新聞，辦公室里，遲英勛、徐宗吉、徐藝娜各自揣著自己的心思，向南會長匯報此事，徐宗吉是PK集團的理事，一向覬覦會長的位置，這會突然跪下來說都是自己的錯，以表忠心，卻被自己的女兒徐藝娜揭穿。徐藝娜對爸爸的野心一無所知，但對南信情有獨鐘，已與南信訂婚。因南信走后無人主持1個小時后的PT報告會，南會長決定自己親自主持，大家離開后，南會長一臉疲憊的樣子，他一邊看著電視上鋪天蓋地的負面新聞，一邊回想南信走之前對他說的話，越想越生氣，在去報告會的路上，老年癡呆癥發作，口口聲聲叫著已經死去的兒子鄭宇，并對剛離婚的女兒大發脾氣，這一幕不巧被徐宗吉看到，池英勛眼疾手快，讓會長女兒趕緊把南會長帶走，然后擋住徐宗吉的路，并將會議交給他主持。
姜小鳳回到家，發現自己的老爸跑去PK集團討公道去了，老爸被保安組攔在門口大吵大鬧，姜小鳳趕來后，保安組的人非常憤怒，對其冷嘲了一番，老爸這才知道自己的女兒犯了職業道德錯誤，失望的離開了，姜小鳳也苦惱至極。
捷克這邊，南信3號又給媽媽做了一桌好飯，這時大衛來了，大衛是吳璐拉在捷克的唯一伙伴，愛慕著吳璐拉，在他的慫恿下，他們帶著南信3號去市場買東西了，這也是南信3號第一次去市場。這時人類南信已抵達捷克，入住酒店，正在打聽媽媽吳璐拉的消息，對方告訴他附近找到一個非常相似的東方女性，讓他先到市場等候消息。
南信3號到達市場后盡顯神通，可以黑入紅綠燈，買東西時還可以絲毫不差的判斷重量，與市場格格不入，吳璐拉甚是擔心。但大衛對南信3號完全信任，他想辦法支走南信3號，讓他自己體驗市場，贏得與吳璐拉獨處的機會，南信3號也欣然答應，但他在逛的時候，發現一個跟自己一模一樣的男人，并且被一個帶著槍的人跟蹤了，跟蹤的這個人正是徐宗吉派來的殺手，脖子上有個紋身，從飛機上開始便一路跟蹤，目的是讓南信客死他鄉。南信3號出于本能悄悄喬裝成跟人類南信一模一樣，成功的幫南信躲過了跟蹤，然后去幫媽媽買了花準備回家，然而在回去的路上又與南信相遇，兩個人四目相對，驚訝至極，互相走向對方…突然一輛大卡車開來，南信被撞到在地，鮮血瞬間染滿地面。
大卡車司機在撞倒南信后，從后視鏡中看到了南信3號，后背陣陣冒汗，正欲將此事說出來，便被開槍殺死。
吳璐拉擁進人群，發現是自己二十年未見的兒子南信出了車禍，傷心欲絕，救護車正在趕來，南信3號準備擁抱媽媽，被大衛趕緊拉著離開。南信3號在回來的路上，將自己看到的一切利用投影功能展示給了大衛，大衛唏噓。
南信秘書池英勛通過各種方式查到南信的行蹤，一路找到吳璐拉的家，卻發現南信已重度昏迷，吳璐拉知道他是南信唯一可以信任的人，便沒有隱瞞南信3號的機器人身份。池英勛告訴吳璐拉PK公司現在危機重重，徐宗吉一心想干掉南信，奪走公司，而吳璐拉也想起了自己的老公就是被這樣害死的，兩個人達成一致，決定讓南信3號回去頂替南信守護現在的一切，南信3號非常聽媽媽的話，在池英勛的幫助下，利用場景模擬技術，很輕松的學會了南信的言行舉止，最后連池英勛都差點辨不出來，一切準備就緒，他們啟程回了首爾。
首爾這邊，無人駕駛汽車正在緊張的籌備中，南會長在女兒和醫生的勸說下，非常不愿意的將發表會交給了徐宗吉主持，徐宗吉嘚瑟的站在聚光燈下，親自指揮著現場布置，全然不知明天發生的一切。第二天，無人駕駛汽車發布會正式開始，現場聚集了全首爾的精英還有記者，徐宗吉激情滿滿的請出M汽車，汽車緩緩上臺，南信3號從車上走了下來，徐宗吉一臉震驚，現場所有人也都驚訝了，南信3號禮貌的將徐宗吉請下臺，然后開始了精彩的演講，并且還巧妙的回答了徐宗吉故意提出來的刁鉆問題，現場響起了熱烈的掌聲。突然，姜小鳳一聲吶喊沖上臺來，她對著南信3號歇斯底里的吼叫，質問他為何聯合記者騙自己偷拍照片，說著便流出了委屈的眼淚，南信3號的擁抱原則瞬間啟動，溫柔的擁抱了姜小鳳……