我的女友是机器人讲述的是男主与机器人之间的爱情故事。次郎是一个默默无闻，但是非常寂寞的大学生，甚至没有朋友来帮助此次郎过自己的生日。为了庆祝自己的20岁生日，次郎决定去百货公司买一份礼物犒劳自己。在挑选礼物的时候，次郎碰见了一个可爱的女孩，这个女孩好像刚从火灾现场逃脱，身上破烂不堪，随手拿了一件连衣裙穿上就跑了出去。目睹这一切的次郎并没有多管闲事，去往餐厅吃饭。次郎在就餐的时候女孩又出现了，手里拿了生日蛋糕对次郎说到今天也是自己的生日，和次郎一同庆祝生日。但是吃霸王餐的两人也遭遇着店助和警察的追击。和陌生女子度过生日的次郎竟然发现女子是一个机器人。次郎也展开了和机器人女友之间的生活。