En 2028, la technologie robotique de l'OmniCorp, conglomérat militaro-industriel, est à la pointe du progrès. Non content de vendre des drones et autres robots militaires, comme le « ED 209 », lors de conflits, la société désire rentrer dans le marché de la sécurité publique mais les dirigeants sont hésitants à vouloir tester cette technologie sur le sol américain pour protéger les citoyens. La loi Dreyfuss interdit l'usage de robots sur le sol des États-Unis.
Alex Murphy est un père de famille aimant et un bon policier qui fait son possible pour éliminer le crime à Détroit, dans l'État du Michigan. Suite à l'explosion de son véhicule piégé, son corps est gravement mutilé et brûlé à 80 %. Murphy est cependant sauvé par OmniCorp et le docteur Dennett Norton, qui utilise son savoir scientifique pour le remettre sur pied : il est transformé en machine, un cyborg du nom de RoboCop spécialement programmé pour rétablir la justice grâce à des méthodes expéditives. L'usage de cyborgs n'étant pas couvert la loi Dreyfuss, RoboCop peut être utilisé. L'intérêt pour OmniCorp est de faire évoluer l'opinion des citoyens sur l'usage des robots, ce qui permet ensuite de pousser l'abrogation de la loi Dreyfuss.
Avant de mettre RoboCop dans la rue, il subit divers tests. Son efficacité est inférieure à celle des robots préexistants, à cause de la partie organique : peur, l'instinct, le préjugé, compassion retardent les prises de décisions. Dennett opère alors le cerveau pour qu'en situation de combat, ce soit l'ordinateur plutôt que la partie organique qui prennent les décisions. Dennett fait en sorte que la partie organique ait l'illusion de prendre elle même les décisions. Cette intervention rend RoboCop aussi efficace qu'une machine.
Lorsque les concepteurs sont satisfaits des résultats de RoboCop, ils préparent une conférence de presse. Peu avant le début, Dennett transfert toutes les données de la police de Detroit dans RoboCop, ce qui inclue l'historique vidéo des cameras de surveillance. Lorsque RoboCop reçoit la vidéo de l'explosion de son véhicule, il se met à dysfonctionner. Pressé par la conférence de presse qui doit débuter, Dennett évacue la dopamine et la noradrénaline de RoboCop. Ses émotions disparaissent, RoboCop reste sous contrôle.
Dans la rue, RoboCop fait rapidement baisser le taux de crime de 80 %. L'opinion publique, précédemment très favorable à la loi Dreyfuss, devient plus mitigée. Le taux de dopamine et de noradrénaline de RoboCop revient à la normal, et il se met à enquêter sur son agression. Il tue le responsable, et prouve que deux policiers sont corrompus. Un des deux policiers dénonce alors la chef de la police. RoboCop tente alors d'obtenir des aveux de la chef sous la menace d'une arme. Il est désactivé avant de les obtenir, de peur qu'il la tue et de provoquer ainsi un tollé général.
RoboCop devient un héros, mais les dirigeants de OmniCorp commencent à redouter qu'il s'intéresse à leur propres agissements. La décision de le tuer est prise. Dennett découvre cette décision, et s'y oppose en informant RoboCop, et en lui retirant le transmetteur qui permet de le contrôler. RoboCop va alors arrêter le dirigeant d'OmniCorp pour tentative de meurtre.