明宇（张赫）是一名性格温文尔雅、正直善良的中学老师，某日，当他见义勇为协助别人追捕小偷时，被正值休班的，性格刁蛮刚烈、嫉恶如仇的女警童珍（全智贤）误当是贼抓获，遂即，童珍对他实施大刑逼供，最后被证实无辜时，明宇已被童珍打得体无完肤。 伤势初愈后，明宇被学校派到红灯区辅导问题学生，警方也安排了人员保护他的安全，但令明宇没想到的是，他的护守使者竟是童珍，见面分外眼红的两人开始了别扭的合作，不想过程中竟慢慢生出感情。
原作《甜心战士》曾于1973年在《周刊少年Champion》上连载，东映动画曾将其制作成TV动画在朝日电视台播出了25集。在2004年，庵野秀明曾经将该漫画拍成真人版首次搬上银幕，由佐藤江梨子主演并引起了巨大话题。 此次的新作将把背景设定在近未来，世界各地气候异常、未知病毒蔓延导致人口急剧下降，根据某位博士的愿望诞生了一名有着人类感情的人工智能甜心战士。在该作中，运动神经超群的西内玛利亚将首次挑战动作戏份。
玛丽（桑德拉·布洛克 Sandra Bullock 饰）是一个字谜游戏编撰者，她聪明漂亮却拙于社交，忧心她终身大事的父母一直为她安排各种相亲。本来不抱什么希望的玛丽，面对相亲对象史蒂夫（布莱德利·库珀 Bradley Cooper 饰）的英俊与才情，顿时沦陷。她滔滔不绝地对史蒂夫谈论自己的字谜工作，早觉枯燥的史蒂夫找了借口摆脱了她。玛丽在编撰一个“关于史蒂夫的一切”的字谜时，被上司发现而炒了鱿鱼。但是玛丽却认定了史蒂夫就是自己的灵魂伴侣，于是紧追史蒂夫不放。她在史蒂夫同事的鼓励下，跟随史蒂夫的新闻摄制组周游全国报道新闻。在跟随一次矿井塌陷新闻报道时，玛丽掉进陷塌的矿井中，她意外地发现井底下还遗漏了一个男孩，玛丽想尽各种办法拯救了男孩，并将功劳让给了别人。她的勇敢与智慧获得了史蒂夫的另眼相看，玛丽用她自己独特的方式赢得了大家的喜爱。
四个狂爱卡丁车的孩子收到了神秘的邀请，要到古老的城堡中参赛，但条件是每个人之间不仅要相互信任，更要抛弃原有的骄傲、自我甚至争强好胜，
战争期间，迈蒂与蒂蒂俩人梦想着能有快乐的自由生活，贝露恩仙女告诉他们，有一种蓝色的鸟可以给人们带来幸福，于是他们偷偷离家出走，踏上了寻找“幸福鸟”旅途，最后发现就在自己的身边，而无需到远处探求。
