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.
Riggan Thomson est un acteur à la gloire passée, plus connu pour avoir interprété le super-héros Birdman dans une trilogie de films. Le rôle l'habite encore, Thomson se prenant parfois à croire qu'il peut voler ou déplacer des objets par la pensée, tout en entendant les sarcasmes du personnage de Birdman. Riggan a cependant un projet pour relancer sa carrière : une nouvelle adaptation sur Broadway de la nouvelle Parlez-moi d'amour de Raymond Carver.
Pour monter l'adaptation, Riggan est entouré de son ami et avocat Jake, sa petite-amie Laura, de l'actrice débutante Lesley et de sa fille Sam, qui sort d'une cure de désintoxication, comme assistante. Pendant les répétitions, l'autre acteur principal Ralph est blessé par la chute d'un projecteur. Riggan est persuadé d'avoir causé inconsciemment l'accident afin de recaster le rôle. Jake parvient à engager Mike Shiner, un acteur brillant mais hyper-exigeant qui est aussi le petit-ami de Lesley. Les premières répétitions montrent les caprices de Mike : il sort de son personnage en constatant que le gin qu'il doit boire a été remplacé par de l'eau, et tente de violer Lesley pendant une scène d'amour. Riggan commence à douter du projet, malgré les critiques ravies de la présence de Mike, et Jake l'encourage à continuer. Un soir, Riggan surprend Sam en train de fumer du cannabis, mais elle lui rétorque la vanité de son projet qui ne sert que l'ego de l'acteur.
Lors de la répétion générale, Riggan aperçoit Sam et Mike ensemble. Il craint de voir l'acteur devenir un rival aussi bien sur scène qu'à la ville et sort fumer une cigarette, mais il se retrouve enfermé dehors en sous-vêtements et doit traverser Times Square à moitié nu pour revenir sur scène. L'incident est filmé par les passants, les vidéos deviennent virales et l'attente grandit à nouveau. Au terme de la répétition, Riggan retrouve dans un bar Tabitha Dickinson, une journaliste féroce qu'il cherchait à convaincre mais elle lui révèle qu'elle hait les stars hollywoodiennes, n'a aucune intention de voir la pièce mais va tout de même écrire une critique violente contre la pièce. Riggan se saoule, dort dans la rue et à son réveil le lendemain matin, se met à croire qu'il est dans un nouveau film Birdman et voler vers le théâtre.
La première approche et la vidéo virale de Riggan en sous-vêtements amuse Sam, qui commence à voir un homme derrière l'acteur. Avant la dernière scène, Riggan retrouve Sylvia, son ex-femme et mère de Sam, et lui avoue avoir tenté de se suicider quand elle a découvert qu'il la trompait plusieurs années auparavant. Quand il retourne sur scène, Riggan échange l'arme factice qu'il doit utiliser pour jouer son suicide avec un vrai pistolet, monte sur scène, dit ses dernières répliques avant de se tirer dans la tête. Les spectateurs médusés se lèvent et applaudissent, sauf Tabitha qui quitte la salle.
Le lendemain, la nouvelle de la tentative de suicide de Riggan fait la une de la presse. En tirant, l'acteur a perdu son nez, refait pendant la nuit. Jake lui rend visite et lui montre la critique dithyrambique de Tabitha, saluant la performance super-réaliste de l'acteur. Sam vient à son tour avant de quitter la pièce. Riggan se lève, enlève son bandage qui révèle un visage tuméfié proche de celui de Birdman et grimpe sur le rebord de la fenêtre. Quand Sam revient, elle trouve la pièce vide, regarde par la fenêtre avant de lever les yeux au ciel et sourire.
Abandonné dans les égouts à la naissance, le surdoué et richissime héritier Oswald Cobblepot alias « Le Pingouin », enlève l'homme d'affaires Max Shreck, milliardaire et homme phare de Gotham City, bien décidé à faire pression sur ce dernier pour « réaffirmer son appartenance ».
Selina Kyle, timide secrétaire effacée de Max Shreck, découvre par hasard la preuve des intentions peu louables de son patron, qui l'assassine sauvagement. Mystérieusement ramenée à la vie par des chats, elle jure d'obtenir vengeance. Gotham City se transforme alors en la scène d'une lutte implacable pour obtenir le pouvoir. Heureusement, Batman veille?
Enfant, le milliardaire Bruce Wayne (Michael Keaton) vit ses parents assassiné par un voleur. Il se jura de venger leurs morts en se lançant dans une bataille à vie contre le crime organisé. Pour cela, il se crée un personnage costumé de super-héros, Batman, et il cache cette identité derrière celle d'une image de playboy. La ville de Gotham City est contrôlée par le parrain Carl Grissom (Jack Palance). En dépit des efforts du fraichement élu district attorney Harvey Dent (Billy Dee Williams) et le chef de la police James Gordon (Pat Hingle), la police reste corrompu. Le reporter Alexander Knox et le photo-journaliste Vicki Vale (Kim Bassinger) commence à enquêter sur les agissements d'un combattant du crime habillé en chauve-souris et terrorisant les criminels de Gotham.