Cuando su hijo Tobio muere en un accidente, el científico Dr. Tenma construye un robot con la misma apariencia del niño para reemplazarlo, pero al ver que no puede crecer como un niño real, termina vendiéndolo al circo del cruel Ham Egg. Es el bondadoso Dr. Ochanomizu quien lo rescata y lo libera, y así el robot, conocido después como Atom, comienza una vida defendiendo la frágil paz entre humanos y robots, sin importar cuántas personas lo desprecien por serlo.