My Life as a Teenage Robot volgt de avonturen van XJ-9, beter bekend als Jenny Wakeman, een robotmeisje dat is ontworpen om de aarde te beschermen. Jenny is overdreven verslaafd aan tiener-gerelateerde activiteiten, die bijna altijd worden onderbroken door Nora Wakeman, haar bedenker en moeder.
Jenny, ook bekend als superrobot XJ-9, wil niets liever dan een gewone tiener zijn. Maar eerst moet ze de aarde beschermen tegen allerlei gevaren. Achter haar metalen uiterlijk schuilt een gevoelig meisje dat droomt van boybands, vriendschappen en winkeluitjes.
Tot frustratie van haar moeder, die haar juist heeft gebouwd om de wereld van het kwaad te verlossen.
Brad en Tuck ontdekken dat er iets heel bijzonders is aan het meisje van de buren. Ze is de superkrachtige Global Robotic Response Unit model #XJ9, maar ze vindt het leuk als haar vrienden haar 'Jenny' noemen.
Jenny wil naar de jaarlijkse jaarmarkt op het stadsplein, maar Wakeman vreest dat iemand in zo'n grote menigte in paniek zal raken als hij een zeven voet hoge mechanische tiener ziet.
Jenny wint een fan voor het leven wanneer ze Sheldon redt van de pestkoppen uit de techniekles. Jenny is blij dat ze er een vriend bij heeft, maar zijn onmiddellijke toewijding jaagt haar de stuipen op het lijf.
Tiffany Crust heeft zojuist voor de derde keer haar linkeroor laten piercen, waardoor oorpiercings hét gespreksonderwerp van de dag zijn.
Wakeman moet het weekend van de jaarlijkse Minutiaanse invasie niet thuis zijn. Ze heeft precies het juiste wapen om ze af te weren, maar ze twijfelt of haar dochter er wel op kan letten in de chaos die ze haar slaapkamer noemt.
Wakeman geeft Jenny nieuwe en (denkt ze) verbeterde ogen waarmee ze een ongelooflijk spectrum aan beelden kan zien dat onzichtbaar is voor het blote oog. Het enige probleem is dat ze enorm groot zijn.
Brad heeft een bijbaantje gekregen in de plaatselijke ijssalon na schooltijd. Jenny wil graag met hem en de andere tieners afspreken, maar de eigenaar staat geen robots toe. Jenny overtuigt Wakeman ervan om haar idee voor een exoskelet nieuw leven in te blazen, zodat ze eruit kan zien als een normale tiener.
Op een dag, wanneer Wakeman niet thuis is, ontdekt Jenny een geheime kamer waar haar prototypes, XJ1 tot en met 8, bewaard worden. Dolblij dat ze zussen heeft, activeert Jenny ze.
De Cluster infecteert Jenny met een microscopische nanobot die haar transformeert in een neanderthalerachtig, robotachtig wezen. Tijdens haar auditie voor het cheerleadingteam valt Jenny op bij de footballcoach. Ze wordt al snel aangewezen als de nieuwe quarterback.
Smytus, opperbevelhebber van de strijdkrachten van het cluster, verliest enkele zeldzame en dodelijke krachtkristallen op aarde. Sheldon blijft worstelen met zijn onbeantwoorde verliefdheid op Jenny. Zij ziet hem gewoon niet als een geschikte vriend.
Jenny beseft dat ze geen dromen of nachtmerries heeft zoals andere normale mensen. Ze laat Wakeman een droomprogramma installeren dat actief wordt wanneer ze slaapt.
De Silver Shell gebruikt zijn invloed op Jenny om een blind date te regelen tussen haar en zijn onbekende 'vriend'. Jenny is dolenthousiast over haar eerste bezoek aan een robotica-conventie.
Tijdens haar eerste bezoek aan het themapark WizzleyWorld is Jenny geschokt door de erbarmelijke omstandigheden waaronder de animatronics in het park werken. Ze bevrijdt haar robotbroers en -zussen, maar die weten niet hoe ze met vrijheid om moeten gaan.