Hideki Motosuwa trabaja en la granja de su familia hasta que un día recibe una carta de la Universidad de Hadete con el resultado del examen de ingreso al que se había presentado. Al abrir la carta observó que no aprobó el examen por lo cual decide mudarse a la ciudad de Tokio para apuntarse a las clases de apoyo de la escuela Rounin y así volver a intentar aprobar el examen de ingreso. Yendo hacia la residencia donde se va a hospedar Hideki se detiene a mirar las Persocon de los escaparates, al ver el precio, se altera bastante porque el no se puede permitir comprar ninguna. Al llegar a la residencia Kabu Jougasaki, se encuentra en la entrada con la casera, Hibiya Sitose quien le da la bienvenida muy amablemente y le acompaña hasta su habitación.

Por la mañana Hideki despierta para darse cuenta que ahora posee una persocon, sin embargo, solo pronuncia "Chii". Entonces Shinbo intenta analizarla conectándola con Sumomo, pero falla. Luego Hideki y Chii van a la casa de Minoru (enviados por Shinbo) quien también intenta analizarla con todas sus persocon pero fallan, es ahí cuando Minoru explica que Chii podría ser una Chobits.

Hideki comienza a enseñarle palabras nuevas a Chii. Luego se dirige a la escuela y conoce a la profesora Shimizu que parece gustarle a Hideki. Luego, al regresar es empapado de agua por accidente en lo que resulta una oportunidad de trabajo en la Taberna Yorokonde junto a Yumi.

Hideki se da cuenta de que podrían considerarlo un pervertido por tener a su persocon sin ropa interior. Intenta comprarle bragas en una tienda de lencería pero siempre termina huyendo del lugar. Shinbo le ofrece que Sumomo guie a Chii para que ella misma las compre. Al principio parece una buena idea.

Hideki pronto tendrá un examen importante, lo único que le preocupa es no tener un diccionario de inglés-japonés. Va a una librería pero en vez de ello compra un libro en el que Chii se interesa. Al parecer, ese libro produce un efecto desconocido en Chii, que deja muy inquieto a Hideki.

Chii tiene un comportamiento extraño pero Hideki no se da cuenta. Shinbo le explica que los persocon necesitan recargarse, bien por luz solar o por electricidad así que Shinbo le deja un adaptador, cuando llega a casa intenta cargarla pero al enchufarla se va la luz de su bloque así que decide buscar algún sitio llevándola a cuestas pero caen por un puente debido al cansancio de Hideki. Hibiya que pasaba en ese momento en coche los ve y trae de vuelta al apartamento donde ella pone a cargar a Chii

Hideki no tiene dinero y Chii al ver que está triste le dice que ella lo conseguirá, así que Hideki le explica que deben encontrar un trabajo para ella. En la calle un hombre le ofrece "un buen trabajo" a Chii y desaparece. Hideki la busca desesperadamente por toda la ciudad.

El hombre que está grabando a Chii la ordena que se toque entre las piernas pero esta no quiere porque su subcosciente la dice que solo tiene que dejar hacer eso a la persona que quiera por lo que lo acaba haciendo él y esta entra en un estado de trance destrozando la habitación y saliendo por la ventana posandose en una farola mientras que misteriosamente todos los persocon quedan inactivos. Chii acaba cayendo y siendo cogida al vuelo por Hideki. Después de todo Chii acaba por no acordarse de nada y Hideki la busca un trabajo en una dulcería donde parece que la va bastante bien. Nada más cobrar da su sueldo a Hideki pero se lo devuelve diciéndola que lo ha ganado ella y se compre lo que quiera con él.

Episodio resumen de los eventos transcurridos hasta el momento en la serie. Sumomo informa a Shinbo que el almacenamiento de su memoria esta casi al límite por lo que comienzan a revisar juntos la información relacionada a las experiencias que han vivido junto a Hideki y Chii en busca de datos innecesarios que borrar para liberar espacio. Tras revisar todos lo eventos Shinbo decide que todo lo que han vivido juntos son recuerdos invaluables por lo que prefiere comprar una extensión de memoria para Sumomo.

Hideki se da cuenta de que nunca ha bañado a Chii así que intenta enseñarle a bañarse para llevarla a un baño publico, pero no consigue hacerle entender ni, junto a Shinbo, logran encontrar un software que instalarle al respecto.

Yumi invita al cine a Hideki. Mientras que Chii usa su dinero para comprar el siguiente tomo de su libro. Hideki pide consejos a Shinbo para la cita y este le aconseja que sea él mismo cosa que hace y su cita sale sin problemas

Hideki se ha sugestionado con una historia de terror que ha oído sobre un departamento maldito donde parpadean las luces y por la ventana se ve la silueta del fantasma de una mujer paseando cosa que coincide con la descripción de una habitación vacía de su edificio y pasa varios días atemorizado hasta que deciden entre todos investigar.

Hideki recibe un reproductor de DVD de su jefe y Minoru le explica que puede usar el aparato para conectarse a internet y jugar en línea. Esa noche Hideki, Chii, Sumomo y Shimbo deciden conectarse a un juego de fantasía pero Chii no aparece en su servidor por lo que se dedican a buscarla junto a Minoru y Yuzuki sin tener éxito. Tras desconectarse Chii dice no recordar nada del juego y le pide intentar jugar otra vez aunque con el mismo resultado.

Hideki y Chii son invitados por Minoru a su casa en la playa junto a Yumi, Shimizu, Yuzuki, Shimbo y Sumomo. Allí, tienen una tarde de juegos mientras Hideki enseña palabras y cosas nuevas a Chii con ayuda de su profesora. Minoru los lleva en su yate a ver los delfines jugar en el mar.

Una noche de verano la profesora de Hideki, Shimizu, aparece en el edificio y le pide quedarse esa noche en su casa. Esa noche la profesora pregunta a Hideki si disfrutaba mas estar con personas o persocons; Hideki se entera que Shimizu tiene marido pero insinúa que la relación de ambos es mala. Más tarde, Shimizu se emborracha y permanece hasta el otro día. A la mañana siguiente en el colegio le cuenta a Shimbo lo sucedido con Shizumi y este se muestra molesto. Esa noche, mientras vuelve a casa, Hideki ve a Shimizu y Shinbo juntos en actitud de pareja.

Al dia siguiente de ver a Shinbo y Shimizu juntos, Hideki despierta y descubre a Sumomo en su mochila con una nota Shinbo pidiendo que la cuidara. Esa tarde recibe una llamada de Shinbo donde le dice que ha escapado con la profesora "por amor"

Hideki pierde su billetera y se queda sin dinero, además su rendimiento en la escuela no es muy bueno así que decide estudiar mucho, pidiendo una semana libre en su trabajo.

Segundo episodio resumen de los eventos transcurridos hasta el momento en la serie. La historia gira en torno a las reflexiones de Minoru y su persocon al repasar toda la información que poseen sobre Chii y los extraños sucesos que han ocurrido desde su llegada.

Al ver que la casera hace limpieza general en el edificio Chii y Hideki deciden ayudarla, para pagar los favores que ella les había hecho. Cuando Sumomo se electrocuta, Hideki descubre que la casera posee notables habilidades informáticas al repararla sin esfuerzo.

Mientras Chii compraba el tercer tomo de su libro es secuestrada por un pirata de internet llamado Yoshiyuki que siente curiosidad de descubrir las cualidades de un chobit, esto lo llevara a intentar formatear a Chii. Mientras Hideki intenta encontrarla.

Yuzuki deduce que el secuestrador puede haber sido el que mandó la foto de Chii, o alguien que vio los anuncios de Minoru en Internet, mientras buscaba información. Hideki se encuentra con el señor Ueda y juntos buscan a Chii, preguntando en las tiendas. Shimbo llama a Hideki para contarle que Takako ya le dio el sí, pero Hideki sólo piensa en Chii.

Mientras Yoshiyuki intenta hackear a Chii Minoru informa a Hideki que acaba de recibir pistas anónimas sobre el lugar donde la tienen.

Shimbo se retira del colegio para conseguir un trabajo de tiempo completo y se muda a un apartamento más grande para vivir con Takako. Más tarde, Chii acompaña a Hideki a casa de Minoru, este le cuenta a Hideki que según las leyendas urbanas los Chobits fueron creados por los inventores de los primeros persocons en secreto de los dirigentes de la red.

Hideki acompaña a Chii a la pastelería y junto a Ueda ven a Yumi huir tras descubrirla espiándolos por lo que Hideki la persigue. Yumi le cuenta que tiempo atras trabajo en la pastelería y fue la novia del señor Ueda, hasta que estuvo casado con un persocon, por lo que se sintió inferior y lo abandonó pensando que no podría hacer las cosas tan bien como los persocons.

Hideki finalmente se encuentra con Chitose Hibiya y descubre la verdad sobre el pasado de Chii. Ella y su marido crearon a dos chobits, Freya y Elda, para ser sus hijas;

Freya se manifiesta en el cuerpo de Chii y se disculpa con Hideki y su madre explicando que se ha apoderado del cuerpo de su hermana ya que tras su desilusión ha concluido que el amor entre un humano y un persocon es imposible por lo que pide a Hibiya que borre a ambas.