En un esfuerzo por reducir el alto índice de criminalidad en Johannesburgo, la policía de Sudáfrica decide comprar robots blindados al fabricante de armas Tetravaal, los cuales consiguen reducir con éxito la delincuencia. Su inventor, Deon Wilson (Dev Patel) crea en su casa un prototipo de inteligencia artificial, que imita la mente humana hasta el punto de sentir emociones y tener opiniones. Sin embargo, la directora de Tetravaal, Michelle Bradley (Sigourney Weaver), le niega el permiso para probarlo en un robot policía. Sin inmutarse, Deon roba un robot recientemente dañado antes de que sea destruido y se lo lleva en su camioneta. En su camino a casa, es secuestrado por un grupo de pandilleros: Ninja (Watkin Tudor Jones), Yolandi (Yolandi Visser) y Amerika (Jose Pablo Cantillo), que amenazan con matarlo a menos que reprograme el robot policía para luchar por ellos. Deon instala el nuevo software en el robot dañado y se le da el nombre de "Chappie".

La pandilla de Ninja sólo tienen unos días para pagar una deuda de 20 millones de rand para "Hippo", un poderoso gángster. Ninja intenta entrenar Chappie para ser un gángster, dejándolo a su suerte en un barrio peligroso, donde es atacado por un grupo de matones. Vincent (Hugh Jackman), quien ha averiguado sobre Chappie después de seguir a Deon al escondite, intenta usarlo para sus propios fines; pero Chappie se escapa de él y vuelve a la guarida. Yolandi logra convencer a Chappie a dedicarse a la delincuencia, y es así como la pandilla le enseña artes marciales, manejo de armas y a robar coches para ellos