几百年后的地球已无人类生存。地球上没有山川，没有河流，没有海洋，只有垃圾。而瓦力的功能就是垃圾整理。他每天重复着做单调的工作，每天只有几分钟看磁带的休息时间，他也渴望像磁带中演的那样跳舞又牵手，可地球上除了他就只有那只蟑螂了。
直到有一天，探测着夏娃来了。开始，瓦力对夏娃可能只是好奇，对夏娃来历的好奇，对夏娃自身好奇，他太久没有见过其他事物了。他跟在夏娃身后，小心翼翼，即使夏娃对他爱搭不理。风暴来临时，他带夏娃回到了自己的家，是精心装饰过的家，他拿给夏娃他捡到的灯泡，魔方，可夏娃一秒之后就不想看了。打火机是夏娃唯一表现出了一点兴趣的东西。在音乐中，在火光照耀下，瓦力真的爱上了夏娃，火花即是最好的见证。瓦力拿出他从保险柜中发现的植物，却也因此让夏娃陷入了沉睡。
可瓦力并没有放弃夏娃，他每天带夏娃晒太阳，帮她打伞，带她划船，只希望她能够醒来与自己牵手。可突如其来的飞船让压力有些措手不及，千钧一发之际，瓦力跳上了飞船，挂在表面完成了星际穿越。他不懈地寻找夏娃，可夏娃认为指令在先。飞船已经离开地球七百年，飞船上的人，机器人都按指令行事，都十分懒散，胖的不成样子。即使只有一拳之隔，也要通过网络交流，连约会都是虚拟的。整个飞船像是一个程序有条不紊地进行，瓦力的到来打破了这种程序，瓦力与植物又唤醒了舰长对于地球的渴望。七百年过去了，舰长以及飞船上的人们早已不知道地球是什么样子，他们从小就被灌输固定的思想，是瓦力使他们改变了。
最终，他们回到了地球，舞曲使得瓦力与夏娃成功牵手。
