La storia è ambientata ai nostri giorni. Kazuya Saotome, uno studente universitario appassionato di robotica, ha un sogno: progettare il primo automa senziente (lo chiama "Progetto Doraemon"), ma dopo decine di fallimenti, è riuscito a costruire solamente Ikarya, una specie di calamaro automatico. Un giorno però la sua vita viene sconvolta dall'arrivo in casa sua di Cyber Doll May, una robottina tuttofare che un virus che gli ha infettato il computer ha comprato per lui da Internet. La robottina, alta una ventina di centimetri è molto carina e dimostra in breve tempo di avere una vera personalità innamorandosi di lui. Da quel momento Kazuya ha quindi tante complicazioni in più: innanzitutto dovrà trovare la cifra esorbitante che serve per pagare May, inoltre dovrà destreggiarsi con tutte quelle ragazze che stranamente da quel momento cominciano a gravitare attorno a lui e alla sua casa. In realtà la tecnologia che sta dietro a May è troppo avanzata per essere di questa epoca: Cyber Doll May e tutte le altre Cyber Doll protagoniste della storia provengono dal futuro, inviate con mille sotterfugi da un discendente di Kazuya. Nel futuro infatti un pericoloso virus ha infettato tutte le Cyber Doll distruggendo la loro memoria e l'unica possibilità di salvarle è proprio Kazuya Saotome: infatti lui non lo sa ancora, ma di lì a poco sarebbe diventato il creatore originale del codice "Maid", il sistema operativo delle Cyber Doll. Solo lui, studiando la sua May, potrà quindi coronare il suo sogno di costruire un robot senziente e scoprire come sconfiggere il virus, anche a costo di rinunciare a quanto di più prezioso ha.