Действие мультфильма происходит в 2800-х годах. Из-за большого количества неперерабатываемого мусора экосистема Земли стала очень плохой. Чтобы спастись от гибели, люди создали несколько космических кораблей «Аксиома», оснащенных всем необходимым для выживания, и они покинули планету. Тысячи роботов WALL-E были отправлены на уборку и утилизацию обломков с целью очистить Землю к моменту возвращения людей. Однако система «Аксиомы» дала сбой, и человечество на долгие столетия остались в космосе.
Тем временем на Земле остается только один робот ВАЛЛ-И, а все остальные сломались. Со временем ВАЛЛ-И постепенно приобретает человеческие качества, просматривая видеокассеты и коллекционировать различные предметы, созданные людьми, - диски, игрушки и зажигалки.
Однажды для поиска живых организмов на Землю прилетает робот ЕВА– робот. Тогда ВАЛЛ-И находит зелёное растение. Обнаружив росток, ЕВА забирает его, помещает внутрь себя на сохранение и отключается. ВАЛЛ-И влюбляется в ЕВУ и ухаживает за ней, пока на Землю не прилетает корабль. Он забирает ЕВУ и уцепившегося за него ВАЛЛ-И.
«Аксиома» управляется роботом-автопилотом АВТО, запрограммированный на то, чтобы никогда не возвращаться на Землю. Таким образом, вместо пяти лет полёта человека в космосе, люди остались в безвоздушном пространстве на столетия. За это время человечество заметно деградировало. Освободившись от бремени физического труда, люди превратились в бесформенные тела, за которыми ухаживает множество роботов. С помощью растения, добытое ЕВОЙ, могут запустить программу отправки корабля на Землю. Однако АВТО начинает противиться всему этому, и ВАЛЛ-И и ЕВА объединяют свои усилия для борьбы с роботом-автопилотом.
ВАЛЛ-И рискует жизнью, чтобы помочь активировать нанодетектор, а ЕВА устанавливает на него растение. Капитан корабля отключает АВТО, и «Аксиома» летит на Землю. Там ВАЛЛ-И ремонтируют, но после починки он становится бездушной машиной. Воспоминания возвращаются после того, как ЕВА целует его и держит за руку. К тому времени, когда люди прибыли на Землю, планета начала восстанавливаться и покрылась зелёной растительностью. Люди начали убирать мусор и восстановили Землю до первоначального состояния.
Для создания голоса АВТО Бен Бёртт использовал программу синтеза речи PlainTalk, которая и была отмечена в качестве «актёра озвучки» персонажа в финальных титрах.
При подготовке к работе над фильмом художники со студии Pixar посетили различные мусорные свалки, где наблюдали за работой всевозможных машин и приспособлений, изучали настоящих роботов, пересмотрели множество научно-фантастических фильмов.
Созданием голосов роботов занимался знаменитый звукорежиссёр, обладатель четырёх премий «Оскар», Бен Бёртт. Его самые известные работы — голос пришельца из фильма «Инопланетянин» и дроида R2-D2 из «Звёздных войн».
В первый уик-энд мультфильм собрал 63,1 миллионов долларов в 3992 кинотеатрах и стал лидером проката, обойдя блокбастер «Особо опасен»[9]. За все время показа он собрал 521 268 237 долларов.
Премьера в России состоялась 3 июля 2008 года, в Великобритании — 18 июля 2008 года, в Австралии — 11 сентября 2008 года, в Японии — 5 декабря 2008 года.
Ещё до выхода фильма на экраны в ряде публикаций отмечалась схожесть персонажей-роботов WALL-E и Johnny 5 из фильма «Короткое замыкание»[10][11]. Обозреватель сайта tek.no.lo.gic заметил, что хотя и «трудно провести черту между вдохновением и плагиатом, но здесь, похоже, Pixar балансирует на самой грани»[11].
А на сайте агрегаторе Rotten Tomatoes рейтинг фильма — «95 % процентов свежести», что означает «положительные отзывы» на основе 260 рецензий профессиональных критиков[12].
По данным проекта Кино Mail.ru, жители России считают «ВАЛЛ-И» лучшим анимационным фильмом из числа созданных в период 2000—2020 гг[13]. В 2021 году мультфильм был признан национальным достоянием США, попав в Национальный реестр фильмовБиблиотеки Конгресса[14].
Эд Катмулл, Эми Уоллес. Корпорация гениев: Как управлять командой творческих людей = Creativity, Inc. Overcoming The Unseen Forces That Stand In The Way Of True Inspiration. — М.: Альпина Паблишер, 2014. — 343 с. — ISBN 978-5-9614-4820-7.