Тихий вечер в Токио, и старшеклассник Сю Ватанабэ, как обычно, возвращается в пустую квартиру. Родители вечно в командировках, а сестра живёт отдельно. Внезапно на пороге его дома появляется огромная картонная коробка. Внутри — не заказанный им товар, а настоящая девушка. Искусственная, но до жути живая. Её зовут Сай, и она — экспериментальный андроид нового поколения, созданный корпорацией его отца. Сай не просто робот: она умеет чувствовать, сомневаться и, кажется, даже скучать. У неё нет прошлого, только заданный алгоритм — заботиться о хозяине. Но Сю не нужна нянька, он вообще не просил себе игрушку. Однако выбросить её нельзя, а сдать обратно — значит обречь на утилизацию. Так начинается их странное сосуществование: два одиночества в одной квартире, разделённые стеной из проводов и человеческого недоверия.
Сю пытается жить обычной жизнью: школа, друзья, первая влюблённость в одноклассницу. Но Сай постоянно вмешивается в его рутину, то пережаривая яичницу, то выдавая неуместные советы из своей базы данных. Постепенно грань между программой и личностью стирается. Сай начинает задавать вопросы, на которые у неё нет ответов: почему люди плачут, что такое одиночество и можно ли полюбить того, кто создан из пластика и микросхем? Сю замечает, что его раздражает не её неловкость, а собственная беспомощность. Он не может дать ей то, чего она хочет — настоящей жизни. А когда корпорация отца решает отозвать Сай для «апгрейда», который сотрёт её личность, Сю впервые осознаёт: он готов бороться за ту, кого считал просто вещью. Но сможет ли любовь человека и машины переписать законы физики и этики, или их история обречена остаться грустной сказкой о девочке, которая слишком хотела быть настоящей?