Действие фильма происходит в 2035 году - не настолько уж оно и далеко от нашего времени. К тому времени роботы стали частью жизни человека, роботы помогают по дому, готовят еду, приносят из дома на работу забытые вами вещи. Но не все доверяют роботам, большое количество населения по прежнему видят в роботах деградацию человечества и детектив Дэл Спунер не исключение. Доктор Лэннинг создаёт робота, приближенного к человеку, но не успев доделать своё творение, он трагически погибает. Теперь консервативно настроенному полицейскому необходимо выяснить, кто виноват - робот или человек.
Сценарий фильма был написан Акивой Голдсманом, Хиллари Сейтц и Джеффом Винтаром.
При запуске проекта в 1998 году режиссером значился Брайан Сингер, позже был приглашен Алекс Пройас ("Ворон", "Темный город").
По первоначальной задумке, фильм должен был иметь мрачную атмосферу, главного героя должен был играть Дэнзел Вашингтон. Однако, когда на главную роль утвердили Уилла Смита, было решено сделать "Я, робот" более легким блокбастером.
Робота «Санни» (голос и мимика) сыграл Алан Тьюдик.
Фильм поставлен по мотивам всех девяти историй, входящих в сборник Айзека Азимова «Я, Робот». Но при этом первоначально сценарий не имел ничего общего с произведением известного американского фантаста. Только после того, как первоначальный сценарий дошел до режиссера, и были выкуплены права на экранизацию произведения Азимова, продюсеры приняли решение скрестить оригинальный рассказ Азимова и уже разработанный сценарий, который называется «Hardwired» ( «Запаянный»).
При создании образа Санни использовались те же технологии, что при создании образа Голума из "Властелина колец".
Фильм был номинирован на Оскар за лучшие визуальные эффекты, но проиграл «Человеку-пауку 2».
При бюджете в 120 миллионов долларов фильм собрал 144 миллиона долларов в Североамериканском прокате и 202 миллиона в иностранном прокате (в России 6 миллионов), заработав в общей сложности 347 миллионов.