Токио, 2003 год. Маленький Тобио Тэнма / Астер Бойнтон, сын японского министра наук Тэнмы / Бойнтона, случайно погибает в автокатастрофе. Его отец кается за то, что он был такой невнимательный и решает создать робота, выглядящего в точности, как его сын (воскресить Тобио как аниматроника). В американской версии, Тэмма называет своё творение «Астробой». Спустя некоторое время становится ясно, что Астро \ Тобио не похож на Тобио, потому что он не растёт и всё время разряжается. Из-за этого его продают мистеру Каччаторе (mr. Hamegg), жестокому директору цирка роботов. В цирке Астро вынужден бороться с роботами на смерть. Однажды, Могучий Атом (именно так его назвали в цирке), находит разряженных роботов, которых планируют продать на металлолом, так как они знают правду об этом месте и жестоком хозяине, и заряжает их с помощью своей энергии. И не зря! Из-за неудачного номера, случился пожар. Роботы спасли всех. После этого инцидента, Атома приобретает японское министерство науки.

История начинается на фабрике роботов. После разъяснения того, что число роботов начало превышать число людей, директор фабрики решает поставить несколько роботов на линии, чтобы восполнить нехватки работников. Между тем, Атом мечтает иметь родителей, так как ему не хватает опеки и он чувствует себя одинокой тряпкой. Решив пообщаться с профессор Очаномидзу, они заказывают двух роботов сделанных по шаблону. Однажды, в один вечер, экспериментальный робот по имени Франкенштейн / Колосс включается без мозгов, которые не успели установить и сбегает, неся огромный ущерб обществу. Астро видит ужасный беспорядок и выясняет, что, из-за отсутствия мозгов, Франкенштейн будет слушать первого, кого он встретит. Той же ночью, Франкенштейн начинает работать в бандитской мафии, помогая им взломать сейф. Вскоре он становится рабом слабого бандита по кличке Монах, который использует Франкенштейна (которого прозвали «Биг бой») попасть в их логово. В логове, Большой Босс принимает Франкенштейна в банду, как их новейшее оборудование. Их следующее ограбление происходит в местном театре оперы и балета, где мафиози планируют украсть драгоценные камни, которые принадлежат состоятельным продюсерам балета. После того, как шоу заканчивается, продюсер уходит, чтобы сделать подарок Роботу-балерине. Франкенштейн, однако, прерывает заседание и вызывает массовую истерику. Он случайно выхватывает подарок для робота-балерины, которым было тракторное масло. Инспектор Таваши с Атомом решают провести расследование ограблений. Позже, в музее, Астро находит Монаха (переодетого в охранника) и Франкенштейна (замаскированный под скульптуру «Мыслитель» ), укравших несколько сокровищ. Сигнализация сработала, но по ошибке ловят Атома. Вернувшись в их убежище, мафиози получают свою долю награбленного. Большой Босс решает взять большую долю и дает лишь по одному алмазу другим мафиози. Во время суда над Атомом, профессор Очаномидзу спасает его, отметив, что Франкенштейн все еще на свободе. Позже, профессор придумывает план захвата Франкенштейна. Собираясь на круизном лайнере с кучей утиля (утверждая, что это бриллианты), Франкенштейн находит профессора и Атом приходит, чтобы спасти министра. Битва на корабле вызывает серьезные приступы эпилепсии у многих людей! Атом спасает Франкенштейна от падения с высоты. Франкенштейн выживает после падения, но теряет сознание на маяке . Юный робот направляется туда и встречает там Монаха, который рассказывает всё о плане Большого Босса и мафиози. Ученый приходит починить Франкенштейна, но мафиози вскоре находят группу. Атом избивает непрошенных гостей, после чего, вызывает милицию. В виде вознаграждения за его героизм, в министерстве науки, Атому дарят его родителей. Франкенштейна ремонтируют и отправляют на работу в космосе.

Астробой и профессор Отяномидзу расследуют случаи исчезновения туристов и альпинистов в ледяных горах и обнаруживают ученого, который отпускает улиток по всему миру.

Группа различных персонажей на спасательном корабле оказывается на астроиде, где они находят космический корабль и работающего робота, все, что осталось от последнего путешествия одной из первых исследователей космоса Марго Поло.

C помощью машины времени в современность переносится из прошлого динозавр и начинает все крушить в городе.

Мексиканец создает грозного робота для того, чтобы отомстить за свою бабушку, которую взяли в рабство и заставляли работать в полях под жарким солнцем.