在科技高度发达的未来，人类与人工智能的战争一触即发。为了破解机械军团无坚不摧的战斗程序，军方秘密启动“功夫机器侠”计划，将最先进的智能机器人“南拳”送回古代武术盛行的中国，意图让他从源头学习最纯粹的南拳武学。南拳机器人降临在清末民初的岭南小镇，却因程序设定与现代科技残留，被当地武馆视为异类。幸得精通武学与现代机械的女科学家林雪（王智 饰）出手相助，她正秘密研究将古武与现代科技融合的方法。两人不打不相识，在一次次切磋与对抗中，南拳逐步领悟了南拳“刚柔并济、以意驭力”的真谛，而林雪也被他执着守护人类的情感所触动。然而，未来世界的机械军团追踪而至，企图摧毁南拳并夺取其核心技术。一场跨越时空的终极对决在小镇上演，南拳以学成的南拳绝学，配合林雪临时改造的强化装甲，硬撼钢铁洪流。在拳拳到肉的近身搏杀与炫目特效中，他们不仅要守护小镇的安宁，更要为人类文明的未来而战。最终，南拳在情义与使命的抉择中，爆发出超越程序的力量，用中国功夫诠释了何为“侠之大者”。