L’histoire des robots dans les films d’animation Disney ne commence véritablement qu’au XXIème siècle. Le premier robot identifiable apparu dans un Grand Classique est B.E.N. dans La Planète au Trésor – Un Nouvel Univers (2002). Rencontré par Jim Hawkins sur la Planète au Trésor, ce robot un peu rouillé et totalement déjanté est le seul à connaître l’emplacement du trésor mais a perdu sa précieuse carte mémoire qui lui permet de s’en rappeler. Dans le même film, Long John Silver est un Cyborg, c’est-à-dire un humain auquel ont été greffées des parties mécaniques.

La même année, en 2002, quelques robots apparaissaient très furtivement dans Lilo et Stitch.

Il n’est pas étonnant que des robots figurent au casting du Grand Classique Bienvenue Chez les Robinson (2007), dont une partie de l’intrigue se déroule dans le futur. Le principal d’entre eux est Carl, un robot aux bras étirables conçu par Cornélius Robinson, c’est-à-dire Lewis devenu adulte. L’inventeur est aussi à l’origine de la création de Doris, un chapeau melon jeté au rebut et récupéré par l’Homme au Chapeau Melon. Ce couvre-chef bionique est bardé de gadgets tels que des lames aiguisées et une caméra infrarouge lui permettant de prendre le contrôle de tout être humain sur lequel il se pose.

Du côté des Pixar, un jouet robot apparaissait déjà parmi les nombreux jouets d’Andy Davis dans le premier long-métrage du studio à la lampe de bureau, Toy Story (1995), suivi de l’Empereur Zurg dans Toy Story 2 (1999) et Vulcain dans Toy Story 3 (2010). S'il n'est pas un robot, Buzz l’Eclair, le célèbre ranger de l’espace, est bourré de gadgets électroniques.

En 2005, dans Les Indestructibles, l’Omnidroïd est un gigantesque robot conçu et envoyé par Syndrome pour mener la vie dure à Monsieur Indestructible et sa famille de super-héros.

En 2008, le film WALL-E voit apparaître un nombre incalculable de robots, à commencer par WALL-E (Waste Allocation Load Lifter Earth-Class) lui-même. Destiné au compactage des déchets laissés par les humains sur la Terre devenue inhabitable, ce petit robot cubique est le dernier survivant de sa génération. Il fera la connaissance d’EVE (Extra-terrestrial Vegetation Evaluator), un robot sonde envoyé sur Terre pour détecter une trace de vie dont il tombera amoureux. Parmi les autres robots remarquables du film récompensé de l’Oscar du meilleur film d’animation, citons M-O (Microbe Obliterator), le robot nettoyeur obsédé par la propreté, BURN-E (Basic Utility Repair Nano Engineer), le robot réparateur héros de son propre court-métrage BURN-E, ou encore AUTO, le robot pilote de l’Axiom, vaisseau sur lequel vivent les humains.

De multiples autres robots figurent au casting de WALL-E : le robot multifonctions PR-T, le robot-parapluie BRL-A, la gamme de robots-policiers GO-4, le robot-aspirateur VAQ-M, le robot-masseur HAN-S, le robot-peintre VN-GO, le robot-défibrilateur D-FIB ou encore le robot de maintenance GRAB-E. Il est difficile d'être exhaustif, tant les robots son nombreux.

En 2012, des Cy-Bugs, robots-insectes volants, apparaissent parmi les multiples personnages du Grand Classique Les Mondes de Ralph. Issus du jeu vidéo Hero's Duty, ils menacent de détruire l'ensemble de l'arcade.

En 2014, un nouveau robot est le héros d’un nouveau Grand Classique Disney, Les Nouveaux Héros. Conçu par l’étudiant en robotique Tadashi Hamada, Baymax est un compagnon personnel de soins capable d’effectuer un diagnostic complet de la santé d’un humain et de soigner toute maladie. Grâce à Hiro Hamada, le frère de Tadashi qui le reprogramme, le robot-soignant gonflable devient un super-héros doté d’un poing-fusée et de propulseurs lui permettant de voler.

Dans le même film, Hiro Hamada, petit-génie de la robotique comme son grand frère, est un expert des combats de robots underground des bas-fonds de San Fransokyo. Venu défier l'arrogant Yama et son robot, Petit Yama, Hiro remporte un combat épique grâce à Mégarobot, un petit robot à double face qui ne paie pas de mine.

Par la suite, Hiro invente des micro-robots révolutionnaires qui, en s'assemblant, permettent de construire n'importe quel objet. Cette invention va lui ouvrir les portes de l’Institut Technologique de la ville dans laquelle son frère étudiait.