官方宣布剧场版《我与机器妹》将延续电视动画的温馨搞笑风格，并加入全新的原创故事线。故事依然围绕平凡小学生平凡人与其定制女仆机器人机器妹的日常展开，机器妹虽然力大无穷却总是笨手笨脚，在照顾平凡人的过程中引发各种啼笑皆非的骚动。 在剧场版中，平凡人所在的城镇即将举办一场盛大的夏日祭典。然而，一台神秘的黑色机器人突然出现，它不仅性能远超机器妹，更扬言要挑战所有女仆机器人。机器妹为了保护平凡人和城镇的和平，毅然接受了挑战。随着对决的进行，她们发现这台黑色机器人背后隐藏着一个关乎所有机器人命运的惊人秘密。 影片在保留原作招牌喜剧元素的同时，深入探讨了人与机器人之间的情感纽带。平凡人与机器妹在冒险中共同成长，用笨拙却真诚的方式守护着彼此。剧场版将用更加精美的作画和震撼的战斗场面，为观众带来欢笑与感动并存的观影体验，完美诠释了“即使不完美，也是最珍贵的伙伴”这一温暖主题。