Presionada por la necesidad creciente de recursos, la población de la Tierra se ha refugiado en las Ciudades, enormes aglomeraciones subterráneas en un precario equilibrio. Colectivizados, agorafóbicos y temerosos de los robots, los terrestres miran con recelo a sus parientes espaciales descendientes de la oleada de colonización estelar, individualistas, longevos y en perfecta simbiosis con sus robots. La situación se complica cuando en el Enclave Espacial, en las afueras de la Ciudad de Nueva York, aparece asesinado un científico de los Mundos Exteriores. El detective neoyorquino Elijah Baley tiene que resolver este caso antes de que sus consecuencias destruyan a ambas sociedades, pero para ello debe aprender a trabajar con aquello que más odia: un robot humanoide, R. Daneel Olivaw.