《我的机器人男友》讲述了医大毕业生林墨白（姜潮饰）和率直纯真的女记者蒋梦言（毛晓彤饰）意外邂逅，一场热情猛烈的“女追男”攻势随之展开。在一次事故后，生命垂危的林墨白被科学家父亲利用人工智能技术进行改造，不仅拥有了开挂般的超能力，并且在爱情旅途中收获了别样风景。

厉氏集团总裁厉仲谋（言承旭 饰）是个外表冷血无情的不婚主义者。旗下的盛华酒店开业庆典在即。庆典举行时，厉仲谋的女朋友明星张曼迪（冯靖 饰）在舞台上表演时突发意外，倒塌的舞台砸伤了童童（王印桐 饰），厉仲谋见状急忙安排将童童送往医院救治，童童的母亲吴桐（佟丽娅 饰）得知儿子受伤急忙往医院赶来，此时童童因失血过多己经休克，吴桐的血型又不匹配，恰巧路过探望的厉仲谋来到医院，吴桐跪求他给儿子输血，并出人意料地说出他就是孩子的父亲，厉大为惊异，但后来的DNA检验结果竟然证实了吴桐所说的一切。

林为零，女，24岁。恒盛集团创始人林甚鹏独女，但其实是母亲和环球集团总裁乔力所生。林为零本性善良，温柔怡静，因为家庭遭受巨变，性格后续变成外强内柔，脸上常挂着不同性格的伪装。胡骞予，男，26岁。恒盛创始人之一，胡欣之子，父亲张怀年。表面霸道，实则温暖深情。情商超高，但又偶有黑色幽默。他深爱着林为零，愿意牺牲自己的生命去化解她的仇恨。 　　姚钧墨（小说原名姚谦墨），男，26岁。恒盛第二大股东姚亦琛唯一的儿子，但却是私生子，和姚瑶是同父异母的兄妹。为了得到父亲的承认，姚钧墨准备重振姚氏企业夺走恒盛集团。用尽一切对抗胡骞予、假戏真做爱上林为零，越陷越深的他最终走上歧途。