Po przetrwaniu czterech lat szkoły średniej Hideki Motosuwa dąży do przyjęcia na wybrany przez siebie uniwersytet, uczęszczając do szkoły przygotowawczej w Tokio. Jednocześnie codziennie pracuje w barze, aby utrzymać się finansowo, co sprawia, że przegapił najnowsze wynalazki świata – ludzkie komputery znane jako Persocomy. Pragnąc mieć własnego persocoma, Hideki ma szczęście, gdy znajduje uroczego, porzuconego persocoma w kupie śmieci. Po znalezieniu przycisku zasilania Hideki odkrywa, że jego nowy robot jest wadliwy i potrafi wymawiać tylko słowo „Chii” – na które decyduje się ją nazwać. Jednak Chii nie jest zwykłym persocomem: jest w stanie samodzielnie myśleć i uczyć się, co czyni ją legendarnym typem robota zwanym Chobit. Teraz Hideki musi nauczyć Chii, jak żyć normalnym życiem, i odkryć prawdę na temat tajemniczej serii chobitów.