Aventura post-apocalíptica protagonizada por nueve muñecos de trapo que deberán enfrentarse a unas máquinas gigantes si quieren preservar el futuro de la civilización. La historia transcurre en un futuro muy próximo. El invento conocido como la Gran Máquina activa y aporta energía a las máquinas que se han alzado contra la raza humana, diezmando a la población, antes de empezar a apagarse. El mundo pronto quedará destruido, pero un grupo de pequeños seres intenta salvar lo poco que queda de la civilización.
Está compuesto por nueve criaturas a las que un científico infundió vida poco antes de la catástrofe. Entre el grupo, Número 9 (voz de Elijah Wood) demuestra tener madera de líder y cualidades que quizá los ayuden a sobrevivir e incluso a prosperar. Los demás miembros del grupo son Número 1 (Christopher Plummer), un veterano de la guerra, de carácter dominante y líder del grupo hasta la fecha; Número 2 (Martin Landau), un generoso y ahora frágil inventor; Número 3 y Número 4, gemelos de una gran erudición que se comunican sin palabras y sobre todo entre sí; Número 5 (John C. Reilly), un inquebrantable ingeniero; Número 6 (Crispin Glover), un artista errático atormentado por las visiones; Número 7 (Jennifer Connelly), una valiente guerrera autosuficiente, y Número 8 (Fred Tatasciore), el musculoso y no muy listo guardaespaldas de Número 1.
