In naher Zukunft haben sich Mobiltelefone zu eigenständigen Partnern entwickelt, die denken und handeln können. Der Oberschüler Keita Amishima ist ein zurückgezogener und apathischer Neuzugang, der sich weigert, mit anderen in Kontakt zu treten, was ihm den Spitznamen "Airhead-kun" von seinen Mitschülern einbringt. Eines Nachts, als er versucht, von zu Hause wegzulaufen, stolpert er über eine Baustelle, auf der eine riesige Maschine gehackt wurde und unkontrolliert wütet. Gerade als er zerquetscht werden soll, erscheint ein mysteriöser Mann namens Sosuke Takimoto zusammen mit einem kleinen, laufenden und sprechenden Mobiltelefon-Roboter, der sich als Phone Braver 7 vorstellt. Gemeinsam gelingt es ihnen, die Maschine zu stoppen, doch Takimoto erleidet dabei tödliche Verletzungen. In seinen letzten Augenblicken, beeindruckt von Keitas verborgenem Potenzial, vertraut Takimoto dem Jungen den Roboter Seven an.

Keita wird bald von Under Anchor rekrutiert, einer geheimen Ermittlungsabteilung innerhalb des riesigen Telekommunikationskonzerns Anchor. Die Mission von Under Anchor ist es, Cyberkriminelle zu jagen, die Hacking und Computerviren nutzen, um gesellschaftsbedrohende Verbrechen zu begehen. Keita wird der neue "Buddy" von Phone Braver 7, auch bekannt als Seven, einem silberfarbenen Roboter, der sich in ein herkömmliches Klapphandy verwandeln kann. Seven ist regelkonform und oft genervt von der rücksichtslosen Haltung seines neuen Partners, aber die beiden entwickeln schnell eine starke Bindung. Keitas Kollegen umfassen den strengen und technologisch skeptischen Top-Agenten Daiki Kirihara, der mit dem aggressiven Phone Braver 3 zusammenarbeitet; die fröhliche und romantische Toko Asano, gepaart mit Phone Braver 4; und die stoische Abteilungsleiterin Chigusa Mimasaka. Das Team wird von einer Entwicklungsabteilung unter der Leitung des exzentrischen Kohei Mito und einem Team von Operatoren unterstützt, die das Netzwerk von der Zentrale aus überwachen.

Die Serie folgt einer omnibusartigen Struktur, während Keita und Seven auf verschiedene Vorfälle reagieren, von der Stoppung wütender Maschinen und digitalem Identitätsdiebstahl bis zur Vereitelung internetbasierter Morde. Ein großer Teil ihrer frühen Arbeit besteht darin, den mysteriösen Phone Braver Zero One, den ursprünglichen Prototypen, aufzuspüren. Zero One ist abtrünnig geworden und agiert nun als "Psycho-Prototyp", der Kriminelle als Bauernopfer für seine eigenen rätselhaften Ziele benutzt. Zero One wird von dem Trauma getrieben, mehrere menschliche Partner im Dienst verloren zu haben, und versucht, die wahre Natur der Beziehung zwischen Mensch und Maschine zu verstehen. Im Verlauf der Serie weichen die episodischen Ermittlungen einer größeren Verschwörung. Keita erfährt, dass eine mächtige Fähigkeit namens "Parallel Decentralized Link", die es allen Phone Bravers ermöglicht, ihr Bewusstsein zu vereinen, als Waffe eingesetzt werden könnte. Die wahre Bedrohung tritt in Form von Magira auf, einem mysteriösen Ex-Agenten, der die Ereignisse aus dem Schatten heraus manipuliert. Sogar Zero One entpuppt sich als ein Spielstein in Magiras größerem Plan, die Welt ins Chaos zu stürzen. Während Keita sich von einem apathischen Einzelgänger zu einem vollwertigen Agenten entwickelt, muss er sich dieser ultimativen Bedrohung stellen, den Verrat vertrauter Personen innerhalb von Anchor bewältigen und kämpfen, um die Bindung zu schützen, die er mit seinem mechanischen Partner aufgebaut hat.