El doctor Tenma le da a Atom un corazón artificial para reemplazar a su hijo perdido, Tobio, y lo apaga cuando el reemplazo no funciona. Quien vuelve a encenderlo es el doctor Ochanomizu, del Ministerio de Ciencia, que lo manda a un salón de sexto grado donde un niño robot con esa fuerza no puede pasar desapercibido. Atom colabora con la policía, vive con una hermana robot llamada Uran y recibe de lleno el rechazo de una ciudad que no quiere máquinas caminando como personas. Esta serie de 2003 es una nueva versión de la original de 1963.