Sergei Karpovich ist der Kopf einer international arbeitenden Verbrecherorganisation, die ihr Geld mit Frauenhandel und Kinderprostitution verdient. Die beiden Polizisten Kate Morozov und Bill Meehan wollen dem Gangsterboss das Handwerk legen, aber Beweise sind kaum vorhanden. Als sie eines von Karpovichs Bordellen stürmen, in dem auch die Tschechin Helena festgehalten wurde, glauben die Gesetzeshüter endlich einen Durchbruch erreicht zu haben. Doch die junge Frau will nicht kooperieren, aus Angst Karpovich könnte ihrer kleinen Tochter etwas antun.

Nach dem Tod seines Sohnes entwickelt der Wissenschaftler Dr. Tenma einen Roboter mit Superkräften, der seinem Jungen sehr ähnlich sieht. Er wird damit aber auf Dauer nicht fertig und verstößt ihn. Damit beginnt für Astro Boy das größte Abenteuer seines Lebens.