包圍住宅的機器人越來越多。一直在結賬的業務主任布斯曼忽然悟出一個道理：我們都以為支配機器人生產的是經理，然而實際上不是經理而是需求，大家都被卷在這個需求的狂瀾裏隨波逐流而已，什麼實業家的夢想，什麼新的世界經濟，都不過是美麗的理想，創造世界曆史的不是偉大的夢想，而是自私自利的小人物的微小需求。什麼思想、熱情、計劃、英雄主義，所有這類虛無縹緲的東西隻有一個用處，那就是使人可以在宇宙博物館裏塞滿這樣的題詞：唉呀呀，人。
布斯曼提出一個解圍的辦法，就是把生產機器人的全部秘密作為代價去同機器人談判，隻要他們讓羅素姆島上的人全部撤離，他們就可以得到老羅素姆記下的這個秘密配方的手稿。賣手稿！這意味著人類永遠不能再生產機器人。多明哀歎：人類曆史告終了，文明結束了！但是，這恐怕是逃生的惟一辦法了。他們幻想著離開小島，像諾亞方舟一樣逃出洪水，重建家園。
多明進到裏屋，去取保險櫃裏的手稿。不一會兒，他衝開門，聲音沙啞地說：手稿不見了！這個消息如同晴天霹靂，使大家陷入絕望。是誰偷走了手稿？不是！海倫娜承認，是她把手稿燒了。她本來希望大家都離開小島，停止生產機器人，不然人類將不生孩子，變成不結果的花。布斯曼急中生智，想到了一招，就是拿現有的五億鈔票去贖命。他抱著一包包鈔票飛跑出去和機器人談判，可是碰上了已經通電的鐵柵欄，觸電而死。這時，電燈還亮著，說明鐵柵欄上有電，機器人無法進攻。這小小的亮光成了惟一的生的希望。不料，過了一會兒，發電廠被機器人攻占，電燈熄滅。下麵傳來密集的槍聲，機器人開始進攻。多明一夥忙著壘工事，作抵抗。但是，機器人很快就攻了進來，殺死了多明等人，隻留下阿爾奎斯特。因為他們需要阿爾奎斯特為他們蓋房子。拉迪烏斯是他們的首領。他歡呼機器人推翻了人類政權，機器人成了世界的主人，新世界從此開始！但是阿爾奎斯特明白，沒有了人，機器人也將滅亡。
第三幕機器人消滅了人類之後，無法自己生產機器人，也麵臨著滅亡。他們要求阿爾奎斯特設法搞出製造機器人的秘密。阿爾奎斯特在實驗室裏熬過了無數個日日夜夜，仍然沒有結果。他苦思冥想，翻遍了所有的書籍，還是找不到羅素姆秘密配方的一點痕跡。他從鏡子裏發現自己已經蒼老。他希望自己不要老朽，還要繼續找下去。
一天夜裏，以拉迪烏斯為首的機器人中央委員會又來求阿爾奎斯特幫忙了。阿爾奎斯特要求他們找到人，沒有人，機器是造不出機器人來的。機器人承認，他們不知道生命的秘密，不能造出機器人，現在機器裏滾出來的是血淋淋的肉塊塊，一團團烏七八糟的東西。他們要求阿爾奎斯特，甚至命令他交出羅素姆的配方，他可以索價，什麼都可以給。阿爾奎斯特還是告訴他們，隻有人才能生育，必須把人找來。委員們要求他拿一個活著的機器人來做試驗。阿爾奎斯特勉為其難，動手解剖一個機器人。但是，隻搞得滿手的血汙，白費力氣。在天亮的時候，他睡著了。
女機器人海倫娜對阿爾奎斯特的實驗儀器抱有好奇心，她招呼男機器人普利姆斯一起來到實驗室，談起了這裏的實驗。說話間，都流露出對於對方的愛慕之情。普利姆斯誇獎海倫娜的美貌，海倫娜埋怨普利姆斯老是躲著她。普利姆斯說自己的心會突然間怦怦亂跳，海倫娜看著他的模樣，笑出聲來。這笑聲警醒了阿爾奎斯特。他發現了這一對年輕人之間有了愛情。他故意對普利姆斯說要把海倫娜送進實驗室做解剖，普利姆斯勇敢地表示願意代替海倫娜。阿爾奎斯特又對海倫娜說要解剖普利姆斯。海倫娜難受得哭了起來，要求阿爾奎斯特解剖她。普利姆斯憤怒了，他不許阿爾奎斯特傷害他們倆。