いつとも知れない未来。
私立探偵のヒゲオヤジとケンイチ少年は、ある事件を追って、人間とロボットが共に暮らす超近代的な巨大都市国家「メトロポリス」へやってきた。生体を使った人造人間の開発で問題となり、国際指名手配になっているロートン博士を探すためだ。
ところが、ロートンの秘密研究所が何者かに放火され、捜索中で現場近くにいたケンイチは、逃げ遅れた不思議な少女ティマを救った。記憶を無くしたのか「ワタシハ、ダレ…」そうつぶやくティマ。
ロボットと人間の、そしてメトロポリスの運命が自分に託されていることを、ティマはまだ知らない…