Batman (interpretado por George Clooney) e Robin (interpretado por Chris O'Donnell) enfrentam o seu maior desafio de sempre: o Sr. Frio (Arnold Schwarzenegger)! O Sr. Frio era um génio da ciência, mas um acidente deixou-o dependente de uma máquina de sustento vital. Para piorar a situação, a menos que consiga manter toda a cidade de Gotham a temperaturas abaixo de zero, a sua amada esposa nunca despertará. O Sr. Frio começa, então, a construir o seu próprio reino gelado, e Batman é o maior obstáculo ao seu plano, tornando-se urgente eliminar este espinho no seu lado. Robin torna-se gradualmente no braço direito de Batman, e juntos conseguem desmantelar as conspirações do Sr. Frio, uma a uma. No entanto, a sedutora Mulher-Planta (interpretada por Uma Thurman) surge e cria uma crise na relação entre Robin e Batman: aproveitando-se dos sentimentos que Robin nutre por ela, ela armadilha-os metodicamente, levando-os a desconfiar um do outro. Será que Batman e Robin conseguirão, no final, resolver os seus conflitos e derrotar o Sr. Frio...