Film Ron's Gone Wrong mengisahkan tentang perusahaan teknologi Bubble yang meluncurkan produk terbaru mereka, B-Bot, robot canggih yang dirancang untuk membantu anak-anak mendapatkan teman melalui algoritma sosial. Di kota Nonsuch, California, seorang anak bernama Barney Pudowski menjadi satu-satunya murid di sekolahnya yang tidak memiliki B-Bot, sejak ibunya meninggal dan ia hidup bersama ayahnya, Graham, serta neneknya, Donka.

Melihat Barney kesepian, ayah dan neneknya berusaha membelikan B-Bot sebagai hadiah ulang tahun, namun karena toko sudah tutup, mereka mendapatkan unit rusak yang jatuh dari truk pengiriman. Ketika diaktifkan, robot tersebut ternyata cacat sistem dan tidak berfungsi seperti seharusnya. Meski begitu, Barney tetap mempertahankannya dan memberi nama Ron.

Alih-alih membantu Barney mendapatkan teman seperti B-Bot lainnya, Ron justru bertingkah di luar kendali karena sistem keamanannya tidak aktif. Namun, justru dari "kerusakan" itulah Ron belajar arti pertemanan secara tulus, bukan berdasarkan algoritma. Hubungan keduanya pun semakin erat, meski menarik perhatian perusahaan Bubble yang menganggap Ron sebagai ancaman.

Masalah semakin besar ketika kesalahan sistem Ron menyebar ke B-Bot lain, membuat robot-robot tersebut bertindak liar. Pihak perusahaan berusaha menghentikan Ron, sementara Barney mulai menyadari bahwa Ron sebenarnya hanya berusaha menjadi teman yang baik dengan caranya sendiri.

Dalam situasi berbahaya, Ron bahkan rela mengorbankan dirinya demi menyelamatkan Barney. Hal ini membuat Barney bertekad untuk mengembalikan Ron seperti semula dengan membobol sistem pusat Bubble bersama keluarganya dan sang CEO.

Di akhir cerita, Barney memilih untuk membagikan kode unik Ron ke seluruh B-Bot di dunia, agar semua anak bisa merasakan pertemanan yang lebih nyata dan tidak sempurna. Meski harus kehilangan Ron sebagai individu, Barney akhirnya memiliki banyak teman dan menjadi lebih percaya diri.

Film ini menyampaikan pesan hangat tentang arti persahabatan sejati, bahwa hubungan yang tulus tidak bisa sepenuhnya diatur oleh teknologi.