2019年，现代科技高度发达，机器人普及到人类世界的方方面面。中央种子岛高中机器人部，是一个只有两个人的小团体，痴迷于掌上游戏的八汐海翔（木村良平 饰）和超级喜欢机器人的部长濑乃宫秋穗（南条爱乃 饰），面临因人数过少而废部的局面。小秋梦想带着本部最大的梦想——等高大小的机器人GUNVARL参加来年举行的东京市博会。为了顺利征得经费，机器人部必须在ROBO-ONE大赛上取得优胜。峰回路转、紧张刺激的比赛后，机器人部顺利存活，还吸纳了在机械方面拥有极高天赋的日高昴（细谷佳正 饰）入部。巨型机器人的建造有条不紊地进行着，瑰丽的梦想恣意绽放，而阴谋的黑影也悄悄笼罩种子岛，这一切全与九年前的事件息息相关……
本片根据志仓千代丸的原作改编。
关根明良,岛袋美由利,福原绫香,藤原夏海
坂田将吾,花井美春,日笠阳子,永濑安奈,阳高真白,菊池纱矢香,中岛由贵,八代拓,水中雅章
广濑裕也,立花日菜,增田俊树,上田瞳,华成结,松田健一郎,鸟海浩辅,铃木崚汰,井上和彦,楠大典,内田直哉
藤原夏海,古川慎
佐仓绫音,小野贤章,石见舞菜香,水树奈奈,立木文彦,诹访部顺一,平田广明,泽城美雪,竹内良太,樱井孝宏,富田美忧,岩本莲加,大塚明夫,石川由依,户谷菊之介,若山诗音,石田彰,平野绫,青木遥
石川由依,本渡枫,佐藤拓也,天崎滉平,立花慎之介,德井青空,成田剑,中村栞奈,内田秀,兴津和幸,伊藤美纪,大谷育江,大桥贤一郎,伊藤健太郎,大原沙耶香,村上裕哉,村上奈津实,铃木爱奈,诹访奈奈香,东地宏树,坂本真绫