Metropolis è una città del futuro, caratterizzata da un forte sviluppo tecnologico e da una netta contrapposizione tra la classe dei lavoratori e quella dei milionari. I lavoratori, sottoposti a un regime duro, vivono nei sotterranei. Sono guidati da Johann Fredersen, che dall'alto della grande torre controlla le attività produttive. Suo figlio Freder vede casualmente emergere dalle profondità di Metropolis un gruppo di bambini poveri accompagnati da una giovane donna, Maria. Colpito dalla miseria dei ragazzi e dalla bellezza della donna, Freder penetra nei sotterranei, scopre lo spazio della fabbrica e decide di scambiare la propria vita con quella di un operaio. Nelle catacombe, il livello più profondo della città, Freder incontra Maria, che ispira negli operai una moralità cristiana. I due giovani si innamorano. Intanto Fredersen si reca dallo scienziato Rotwang, che ha costruito un robot capace di agire, e gli suggerisce di rapire Maria per dare al robot le sue fattezze, costruendo così un doppio diabolico. Dopo la trasformazione, Freder sorprende il padre con la falsa Maria e ne è traumatizzato; nel delirio della febbre Maria gli appare come un'immagine del peccato. Intanto il robot aizza la rivolta operaia: i lavoratori distruggono le macchine, provocando l'inondazione della città. Freder e la vera Maria, finalmente libera, salvano i bambini dalla catastrofe, mentre gli operai catturano il robot e lo bruciano come una strega. Nel duello finale Freder elimina Rotwang e sancisce poi l'accordo tra il tecnocrate e i lavoratori. Come recita l'aforisma del film: "Mediatore tra il cervello e le mani dev'essere il cuore".