Sinopsis
La serie consistió en cincuenta episodios. Aunque muchos episodios de la serie se pueden considerar como «autónomos» en la medida en que no tienen nada que ver con los arcos argumentales principales de la serie, se puede considerar que la serie de 2003 tiene un comienzo, un centro y un final bien definidos. . Aunque la serie parece tener inicialmente dos tramas principales, los planes finales del Dr. Tenma para que Astro evolucione y otra trama sobre los derechos de los robots, estos dos arcos de la historia encajan hacia el final de la serie. El espectáculo se desarrolla en 2043, donde los robots son parte común de la vida de la humanidad. En Metro City, el famoso Doctor Tenma desaparece después de tratar de construir un robot de inteligencia artificial utilizando una nueva tecnología llamada Kokoro (que en japonés significa «corazón»). El profesor Ochanomizu reemplaza a Tenma como jefe del Ministerio de Ciencia y descubre un robot parecido a un niño y lo da vida y lo nombra Atom / Astro. Pronto descubre que puede volar a través de aceleradores de cohetes en sus manos y pies, y tiene una fuerza sobrehumana y otras habilidades similares, y debe lidiar con robots y humanos malvados que amenazan a sus amigos, otros robots y Ciudad Metro, convirtiéndose en un héroe en el proceso. Astro rápidamente descubre que es un duplicado robótico del hijo muerto del Dr. Tenma, Tobio, y fue desconectado después de ver cómo los robots descartados fueron tratados por su padre, algo similar que Tobio experimentó antes de morir. Se produce un nuevo arco con la presentación de Blue Knight, un robot galante que inicia una campaña para liberar a todos los robots de la humanidad. Otro personaje recurrente, el Sr. Drake, se vuelve lentamente paranoico sobre la destrucción de todos los robots y se convierte en el principal antagonista de la serie. En los episodios finales, el Caballero Azul declara una nueva nación para robots, Robotonia, ubicada en la Antártida. Drake engaña al público haciéndole creer que un robot de la casa empujó a una joven por un tramo de escaleras (cuando no lo hizo), y el padre de la niña, el general Red, declara la guerra a Robotonia. La mayoría del elenco se involucra en el objetivo de detener la guerra entre el hombre y la máquina, hasta que Astro convence al Caballero Azul de que los humanos y los robots pueden ser amigos. El Caballero Azul sale de la Tierra en Robotonia, que se revela como una nave espacial. Sin embargo, Drake, que todavía está paranoico (a pesar de que los robots han detenido su cruzada contra la humanidad), intenta destruir la nave espacial con un misil, pero Astro bloquea el ataque y aparentemente se desconecta. El Dr. Tenma logra restaurarlo, pero borra sus recuerdos como Astro (para que pueda permanecer «Tobio» para siempre). Finalmente, sus recuerdos son restaurados por sus amigos de la escuela y su hermana, Zoran. En un intento final por recuperar a su hijo perdido, el Dr. Tenma va a un laboratorio en el Ministerio e intenta convencer a Astro de que se una a él para gobernar el mundo, pero este último se niega. El Dr. Tenma trata de suicidarse para poner fin a su sufrimiento, pero Astro lo abraza y lo perdona, haciendo que el Dr. Tenma se descomponga y abrace a su hijo. El profesor Ochanomizu y la policía robótica acuden al rescate, y el Dr. Tenma es arrestado voluntariamente y enviado a prisión. Al final de la serie, Astro, Tenma, humanos y robots comienzan felizmente frescos y avanzan. Los humanos y los robots se acercan, y Astro parece derramar lágrimas al concluir la serie.