Ein Erfinder verliert seinen kleinen Sohn bei einem Unfall mit einem Raumfahrzeug. Um sich über den Schmerz hinwegzutrösten, erfindet er einen Roboter, der genau wie sein Sohn aussieht. Als er aber feststellt das der Roboter seinen Sohn nicht ersetzen kann, verkauft er ihn an einen Zirkus. Dort sieht ihn der gutmütige Dr. Ochanumizu, der ihn freikauft und sich von nun an um ihn kümmert. Astroboy entwickelt immer größere Kräfte und ist jetzt in der Lage die Welt gegen eineige Schurken zu verteidigen.