Cansado de su soledad y la aburrida rutina, un perro que vive en Manhattan decide comprar y ensamblar un robot para que sea su amigo. Su amistad crece hasta hacerlos inseparables, al ritmo del Nueva York de los años ochenta. Pero tras un pequeño descuido en la playa, el perro tiene que abandonar al robot sin saber con seguridad si volverá a verlo. Basada en la popular novela gráfica de Sara Varon, Mi amigo el robot es una película tierna y melancólica sin diálogos sobre la importancia de la amistad.