Quand les ordinateurs commencent à ressembler à des humains, l’amour peut-il rester le même ?
Hideki Motosuwa est un jeune garçon de la campagne qui étudie dur pour entrer à l’université. Issu d’un milieu pauvre, il peut à peine se permettre les dépenses, sans parler de la dernière mode : les Persocom, des ordinateurs personnels qui ressemblent exactement à des êtres humains. Un soir, en rentrant chez lui, il trouve un Persocom abandonné. Après l’avoir ramenée à la maison et avoir réussi à l’activer, elle semble être défectueuse, car elle ne peut dire qu’un seul mot, “Chii”, qui finit par devenir son nom. Contrairement aux autres Persocoms, cependant, Chii ne peut pas télécharger d’informations sur son disque dur, alors Hideki décide de lui apprendre le monde à l’ancienne, tout en étudiant pour ses examens d’entrée à l’université en même temps.
Avec ses amis, Hideki tente de percer le mystère de Chii, qui pourrait être un “Chobit”, une légende urbaine sur des unités spéciales qui ont de véritables émotions et pensées humaines, et de l’amour envers leur propriétaire. Mais la romance peut-elle s’épanouir entre un Persocom et un humain ?