地球温暖化が進んで一部の海に近い土地が沈み、妊娠・出産に厳しい許可制度がしかれ、人間の代わりに多くの資源を必要としないロボットが活躍する未来。その時代に人間と同じ愛情を持つ少年型ロボットとして開発されたデイビッドは、彼を製作したロボット製造会社の社員、ヘンリーとその妻モニカの元へ試験的に送られる。夫妻には不治の病を持つ息子のマーティンが居たが、現在は冷凍保存で眠っていて目覚める保証はなく、実質的に子供がいないのと同じだった。

ピーター・バニングは40歳の企業付弁護士。妻モイラ、11歳のジャック、7歳のマギーという家族がいるが家族は仕事詰めなピーターに不満を感じている。行くと約束していた少年野球の応援もすっぽかし親子の絆はガタガタ。クリスマス休暇でバニング一家はモイラの祖母を訪ねロンドンに行く。一家はウェンディの邸宅でしばらく過ごしていたある夜、大人たちがパーティから帰ると子供たちの姿は消えドアにはジェームズ・フックからの脅迫文があった。何が起こったか見当もつかないピーターに、ウェンディが真実を告げる。ティンクが現れネバーランドに連れて行かれたピーターは子供たちを助けるために過去を思い出していく。