Weil es der Polizei nicht gelungen war, Detroit einigermaßen sicher zu machen, wurde sie vor einiger Zeit privatisiert: Sie gehört jetzt zu dem Mischkonzern OCP. In einem halben Jahr soll Detroit einer völlig neuen Stadt mit dem Namen Delta City weichen. Bis dahin will OCP einen neuartigen Polizei-Kampfroboter im Einsatz haben. Bei einer Vorstandssitzung lässt Dick Jones (Ronny Cox) den Prototyp ED-209 vorführen. Ein Freiwilliger zielt mit seiner Dienstpistole auf den Roboter, der ihn sofort auffordert, sich zu ergeben. Der Mann legt seine Waffe auf den Boden, aber das registriert der Roboter offenbar nicht, denn er schießt plötzlich aus allen Rohren. Als die Techniker endlich den Stecker ziehen, liegt der Freiwillige zerfetzt am Boden. Jones versichert, der Fehler in der Programmierung lasse sich leicht beheben, aber als der Vorstandsvorsitzende (Dan O’Herlihy) hört, dass Bob Morton (Miguel Ferrer) an einer Kombination aus Mensch und Maschine arbeitet und überzeugt ist, in wenigen Wochen einen eigenen RoboCop vorführen zu können, zieht Jones den Kürzeren.

Zur gleichen Zeit verfolgen die Streifenpolizisten Alex J. Murphy (Peter Weller) und Anne Lewis (Nancy Allen) eine Bande, die gerade eine Bank überfallen hat und mit einem Lieferwagen auf der Flucht ist. Während Anne das Polizeiauto fährt, lehnt Alex sich aus dem Seitenfenster und schießt mit zwei schwerkalibrigen Pistolen auf die Gangster, die ihre Gewehre durch die aufgestoßenen Hecktüren auf ihn, Anne und das Auto abfeuern. Als einer der getroffenen Gangster aus dem Lieferwagen stürzt und gegen die Windschutzscheibe des Streifenwagens kracht, gerät dieser ins Schleudern, und die Bankräuber entkommen. Kurz darauf entdecken Alex und Anne das verlassene Fluchtfahrzeug vor einer stillgelegten Fabrik. Obwohl die angeforderte Verstärkung noch nicht eingetroffen ist, dringen sie in das Gebäude ein. Beim Versuch, einen der Verbrecher zu verhaften, fällt Anne auf einen Trick herein und wird in die Tiefe gestoßen, wo sie auf ein paar Säcken landet und das Bewusstsein verliert. Die Gangster überwältigen Alex und schießen mit fünf Gewehren aus unmittelbarer Nähe auf den Wehrlosen. Als Anne wieder zu sich kommt, ruft sie einen Krankenwagen, aber Alex ist nicht zu retten: Er stirbt während der Notoperation im Krankenhaus. Seine Mörder sind verschwunden.

Den toten Polizisten verwendet Bob Morton, um einen RoboCop nach seinen Vorstellungen herzustellen. Die ersten Erfahrungen mit dem RoboCop geben ihm Recht: Die beinahe unverwundbare, reaktionsschnelle und intelligente Mensch-Maschine beginnt, unter den Kriminellen in Detroit aufzuräumen.

Alles geht gut, bis der RoboCop eines Tages während einer Pause träumt, wie er von fünf Verbrechern, die ihn umstehen, erschossen wird. Da gerät der RoboCop außer Kontrolle, marschiert los und lässt sich weder von Technikern und Wissenschaftlern noch von Polizisten aufhalten.

Mit einer Art sechstem Sinn stellt der RoboCop einen Gangster beim Überfall auf eine Tankstelle. Mit Hilfe des Polizeicomputers identifiziert der RoboCop den Getöteten als Emil Antonowsky (Paul McCrane) und findet heraus, wer sonst noch zu der von Clarence Boddicker (Kurtwood Smith) geführten Verbrecherbande gehört. Aus den gespeicherten Daten geht auch hervor, dass Boddicker und seine Männer wegen der brutalen Ermordung des Polizisten Alex J. Murphy gesucht werden.

Der RoboCop fährt zu dem Haus des toten Polizisten, das inzwischen zum Verkauf angeboten wird, weil die Witwe Ellen Murphy (Angie Bolling) mit ihrem kleinen Sohn fortgezogen ist. Während er durch die Räume geht, tauchen Erinnerungen an Ellen und Jimmy (Jason Levine) im Kopf des RoboCops auf.

Als der RoboCop Clarence Boddicker verhaftet, beruft dieser sich auf seine Partnerschaft mit dem OCP-Vorstandsmitglied Dick Jones. Doch beim Versuch, auch Jones festzunehmen, werden die Sensorik und die Mechanik des RoboCops gestört, denn man hat ihn sicherheitshalber so programmiert, dass er nicht in der Lage ist, ein Vorstandsmitglied zu verhaften. Überlegen grinsend lässt Jones seinen ED-209 auf den RoboCop los und befiehlt der Polizei von Detroit, den RoboCop zu zerstören. Schwer angeschlagen rettet der RoboCop sich ins Treppenhaus, wo der schwerfällige ED-209 beim Versuch, mit seinen viel zu großen Füßen die Stufen zu benutzen, stürzt und liegen bleibt. Anne Lewis rettet den RoboCop mit ihrem Streifenwagen vor dem riesigen Polizeiaufgebot und versteckt ihn in einem leer stehenden Fabrikgebäude.

Jones wirft Boddicker vor, unvorsichtigerweise im Beisein des RoboCops über ihre Partnerschaft gesprochen zu haben und klärt ihn darüber auf, dass der RoboCop alle Film- und Tonaufnahmen speichert. Er erinnert den Polizistenmörder daran, dass dieser unter seiner Protektion den lukrativen Drogenhandel in Delta City organisieren soll, verschafft ihm neuartige Schusswaffen, mit denen sich ganze Gebäudeteile wegsprengen lassen und verlangt von ihm, den RoboCop auszuschalten, bevor ihnen dessen Datenspeicher gefährlich werden kann.

Boddicker ruft die alte Verbrecherbande zusammen, rüstet sie mit den neuen Gewehren aus und ortet den RoboCop mit einem elektronischen Gerät, das er ebenfalls von Jones erhielt.

Wenn Sie noch nicht erfahren möchten, wie es weitergeht,
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Beim Showdown wird Anne lebensgefährlich verletzt, und auch der RoboCop wird stark beschädigt, doch obwohl er unter Stahlträgern eingekeilt liegt, die einer der Gangster vom Kran auf ihn herabstürzen ließ, gelingt es ihm, Boddicker als letzten der Bande zu töten.

Mit einer der Superwaffen, die er den Toten abgenommen hat, räumt der RoboCop den ED-209 aus dem Weg, der die Zentralverwaltung der OCP während einer Vorstandssitzung bewacht. Niemand kann ihn auf dem Weg zum Sitzungssaal aufhalten. Als er Jones vor dessen Kollegen beschuldigt, der heimliche Verbrecherboss von Detroit zu sein und in seinem Inneren gespeicherte Videoaufnahmen abspielt, die das beweisen, nimmt Jones den Vorstandsvorsitzenden als Geisel, aber er hat keine Chance: Der RoboCop tötet ihn.

Beim Verlassen des Konferenzraums sagt er lächelnd, sein Name sei Murphy.