裘德·格雷，出生於一個貧窮的村子。村裏人對科技均持顧忌迴避的態度，即使有祖輩代代傳下來的先進的醫療器械，村裏人也不去使用，得病或者受傷僅僅做簡單處理。裘德的父母就死於疾病。裘德因為身體還算可以，能夠干農活，得以留在村裏。
此後一位上了年紀的渡物客來到村子，雖然村裏人不待見他且年紀大了，但他的知識與技術都是貨真價實的。裘德向他求教，學了些本事，賣了所有家底從他那得到了一把槍。以此為契機，他闖進遺蹟大賺了一筆。回到村子後，村里唯一跟裘德親近的女人為他生了個女兒。村裏的人嫉妒他，威脅裘德：只要不再做渡物客的工作，回到他該待在的位置上去，就不會將他放逐。裘德當然不可能向他們低頭，他扔下老婆和女兒，甩手出了村子。
為了在新地方站穩腳跟，他吃盡了苦頭。但是他心中並不覺得累，他接的委託都是充滿風險與未知的，他覺得自己的堅持得到了認可。某次探索遺蹟時，他找到了一台高性能淨水器，他想帶回村子，但目的並不是想救村裏的人，而是想看看那群人會不會求他。然而等他回到那裏時，村子早已因為饑荒而不復存在了。在老婆和女兒的墓前，他發現了一個不認識的名字。他大受打擊，那一刻他發覺自己並沒有他想像的那麼堅強。他的一生只剩下工作了，所以他竭盡所能壓制自己的情感，仿佛只會聽從命令的機械般去做渡物客該做的工作。
某日裘德攔截了一架空中無人機從而認識了威廉·格魯納。威廉委託他去尋找菲莉婭並將其當作「貨物」交到自己手中。裘德進入「打印機」後，在菲莉婭的執拗要求下為其取名為「菲莉婭」，並開始了長途跋涉。穿過廢棄都市時，因菲莉婭想幫助流浪的小女孩，使她被引誘進退化「人類」的陷阱險些被虜，裘德經過一番激戰將其救出。
與菲莉婭翻山越嶺途中，她的「博愛主義」導致二人陷入西部人類圈探險隊利用黛莉拉設下的圈套而被囚禁。在黛莉拉的幫助下雖然取回了裝備，但是那群人緊追不捨。裘德三人被迫與其交戰，不巧遭遇了超越機「猩紅之眼」。裘德利用了它的索敵機制將對方蒸發，卻沒想到覺醒的黛莉拉同樣被它攻擊，裘德與菲莉婭反而逃過一劫。在黛莉拉生命的最後一刻，裘德將她送去與她的「父親」匯合。
經過了這麼長的時間，菲莉婭的心已經成長到裘德未曾預料的程度。她渴望知道裘德是如何看待自己，裘德欲言又止。來到威廉指定的最後一處地點，在車上，菲莉婭按捺不住自己的感情，與裘德產生了言語上的衝突。她們互相拿着槍指着對方，終於菲莉婭覺醒了，她對自己的感情做出了處理，隨後放下了槍。此時追擊她們的「猩紅之眼」已經來到了島上，在逃亡的途中，裘德對菲莉婭說出了真心話。到達山頂，裘德命令菲莉婭先行前往太空電梯，自己操縱電磁炮迎擊「猩紅之眼」。兩敗俱傷之時，裘德未能料到「猩紅之眼」還有底牌，準備等死。菲莉婭操控着兩架超越機返回裘德身邊制止了「猩紅之眼」的進攻，並將其擊毀。
來到太空電梯處，在前往近地軌道的基地途中裘德接受了威廉提供的治療。與威廉會面，威廉將這顆星球的現狀與他口中的「偉業」全盤托出：
現在的人類DNA經過長期的演化，已經不符合AI遺傳學的定義。故在AI的眼中現在的人已不再是「人」，準確來說，它們無法再準確地辨別人類這種生物。當初為了使社會高效運轉的AI編寫者向AI下達的指令——援助人類，自然也不會繼續執行。而且，AI的系統被嚴密保護，以現有的人類技術無法突破其防火牆，無法由外部更新其中的識別信息。
高加索AI群想要通過製造Ae型仿生人，試圖解決AI無法識別和幫助人類的問題。熱愛人類、與人共存、本身也具備成熟自我的Ae型仿生人，會被AI識別為「人」並得到援助。而與裘德對峙後覺醒了憤怒、絕望等情感的菲莉婭，正是符合AI眼中標準的「人」。雖然將Ae型仿生人配置於各地可以直接援助人類，但並沒有那麼容易。早期仿生人性能低下，再加上恐怖谷效應，數以萬計的Ae型仿生人遭到破壞。AI也在不斷的暴力遍歷選擇淘汰後製造出更適應環境的仿生人，菲莉婭就是那個完美的存在。
但是控制「猩紅之眼」的亞歐AI群對高加索AI群的Ae型仿生人計劃高度警惕，威廉的計劃也被其認為是具備侵略性的。但亞歐AI群不會對未成熟的Ae型仿生人主動攻擊，不過會將成熟的Ae型仿生人視作威脅，並不會當作「人」看待。所以「猩紅之眼」才會對島嶼發起攻擊。此前菲莉婭三人與西部人類圈探險隊激戰時，「猩紅之眼」攻擊了黛莉拉卻沒有攻擊菲莉婭也是出於此原因。那時黛莉拉覺醒了，菲莉婭沒有，因此逃過一劫。前兩天島上的戰鬥，菲莉婭能夠操控兩架超越機，是因為那兩架超越機屬於高加索AI群，將菲莉婭識別為「人」了。
而威廉口中所說的「偉業」，便是將現在擁有AI控制權的菲莉婭的核心放入近地軌道的衛星，以此永遠控制AI，從而服務真正的人類，實現人類復興。
威廉自始自終都沒有想過要讓菲莉婭成為真正的人類。裘德動了感情，他早已將菲莉婭視作女兒，自然不會允許這種事情發生。裘德開槍射殺了威廉，但自己也身負重傷。經過治療剩下72天的壽命，他沒有告訴菲莉婭。回到地球，裘德二人繼續旅行。最終在一處開滿白色鮮花的山坡上，裘德將格雷之姓賦予菲莉婭，並將菲莉婭認作女兒。
菲莉婭埋葬了裘德後，以渡物客、裘德之女的身份活下去。她繼承着裘德的意志與信念週遊世界，拯救四處遭遇困難的Ae型仿生人。
