"УОЛ.И" започва на Земята през 2700, която – благодарение на ужасния начин, по който хората са се отнасяли с планетата си – сега е просто едно огромно сметище, носещо се из космоса. Всъщност Земята е станала опасно токсична векове преди началото на нашата история – и човечеството е напуснало планетата. Всичките ни наследници вече живеят на „Аксиом”, гигантският космически кораб, който кръжи високо в очакване на деня, когато планетата отново ще може да приеме човечеството. Единственият проблем е, че човечеството е наело гигантската, но некомпетентна корпорация Buynlargе да отговаря за почистването. А компанията е изпратила на повърхността на планетата хиляди роботи тип УОЛ.И, които да балират боклука. Но роботите на Buynlarge не могат да се справят със задачата си. И след векове започват един по един а се развалят. В момента, в който филмът започва, на цялата планета е останал само един УОЛ.И.