Hideki a 19 ans et il est actuellement un ronin. Ayant auparavant vécu à la campagne avec des vaches, il est parti habiter à tokyo, grande ville technologiquement très avancée, pour étudier dans une école préparatoire pendant 6 mois. Mais n'ayant aucun contact avec sa famille, il est obligé de travailler pour pouvoir payer son loyer à la belle Hibiya Chitose. Il bosse à mi-temps dans une Izayaka et il semble qu'il ait un peu de succès avec la jeune lycéenne Yumi Oumura, qui travaille aux cuisines de l'Izakaya Yorokonde. Mais son rêve est d'avoir une persocon, ces belles créatures robotiques à l'image de la femme parfaite qui ont envahi les rues de tokyo. Malheureusement pour lui, leur prix est bien trop élevé ! Mais un soir en rentrant de son boulot, il découvre une persocon, quasiment nue, étendue dans la rue. Hideki ne cherche pas à comprendre et la ramène chez lui. Après qu'il ait réussi à la lancer en appuyant sur son "bouton", il se rend compte que sa persocon ne sait dire qu'un mot : "chii". Il décide alors de la nommer Chii et va appeller son ami et voisin Shinbo, un connaisseur en persocons, pour qu'il lui donne quelques conseils. A partir de ce jour, la vie de Hideki va subir un changement radical. Il éprouvera de l'affection pour chii mais n'oubliera pas qu'elle n'est qu'un cyborg, et qu'elle n'éprouve pas de sentiments. Mais peut être a-t-il tort ?
Chii est la persocon d'Hideki. Il la trouva un soir, dans les ordures, en rentrant de son travail. Il la porta jusqu'à chez lui et lorsqu'il l'alluma, c'etait le rêve. Une belle fille qui va accomplir tous ses ordres se trouve en face de lui. Cependant, il y a un problème. Chii n'est pas capable de parler ! Enfin, si, elle sait dire quelque chose,"chii". D'ailleurs, elle ne connait rien à la vie ! Il faudra que Motosuwa lui apprenne comment s'habiller, se laver... Il semble que Chii ne soit pas un persocon comme les autres. En allant chez Kokobunji, un expert en persocon, Hideki apprend que Chii n'a été créé d'aucun constructeur connu et qu'elle ne possède pas de Système d'Exploitation. Logiquement, si elle n'en n'avait pas un, elle n'aurait pas la capacité de se déplacer. Kokobunji commence alors à lui parler des Chobits, des persocons légendaires capables de penser et d'agir par eux même en utilisant aucun programme. Kokobunji va promettre à Hideki qu'il fera des recherches sur Chii. Au niveau des sentiments, Hideki aime beaucoup Chii même s'il essaie de se rappeler qu'elle n'est qu'un persocon. De nombreuses fois, il s'inquietera pour elle et n'hesitera pas à risquer sa vie, mais si chii est vraiment un chobits elle éprouve des sentiments.
Shinbo est le meilleur ami d'Hideki. Il a lui aussi redoublé alors ils bossent ensemble dans une école préparatoire. Il habite aussi dans le même immeuble qu'Hideki, et lorsque ce dernier a des problèmes avec sa persocon, il est toujours là pour l'aider. Il faut dire qu'il s'y connaît assez bien en matière de nouvelles technologies. Il a aussi un mini persocon de 15 cm, Sumomo, qu'il transporte partout. Elle leur sera d'une grande utilité pour civiliser Chii. Sinon, il semblerait qu'il ait une petite relation avec son professeur.
Sumomo est le mini persocon de Shinbo. Elle a aussi la capacitée de localiser un endroit particulier et de faire des recherches sur internet. Et enfin lorsque Kokobunji voudra appeller Hideki, il pourra passer par Sumomo. De nature joyeuse.
Yumi est une jeune lycéenne amoureuse d'Hideki. Elle travaille à la Taverne Yorokonde avec lui et c'est en partie grâce à elle qu'il a réussi à trouver un boulot. Cette jeune fille n'aime pas les persocons. Elle pense qu'avec l'arrivée de ces cyborgs à tokyo, les gens ne savent plus aimer. Ils oublient que leur persocons n'est qu'un robot. Et chaque fois qu'Hideki se met à lui parler de cela, son visage s'assombrit.
Takako Shimizu est le professeur d'Hideki et Shimbo. Elle est tout le temps souriante et assez mystérieuse. Elle aurait aimé être institutrice dans une école primaire mais cela lui prendrait trop de temps étant donné qu'elle est mariée. C'est aussi pour cela qu'elle donne des consignes un peu loufoques à ces élèves.
Mlle Hibiya est la gérante du loger d'Hideki et Shinbo. Très sympathique, elle offrera de quoi s'habiller à Chii étant donné qu'Hideki n'est pas une fille. Elle est aussi très génereuse car Hideki lui devra des mois de loyer en retard. Sinon, il semblerait qu'elle est au courant de quelques petites choses concernant le passé de Chii.
Minoru est en classe de 5eme. Extrêmement riche, il se spécialise dans la customisation de machines. Il adore Yuzuki, son persocon, qu' il a créé avec toutes ces données de personnalité. Il aide beaucoup Hideki dans sa recherche sur la personnalité de Tchii, c' est notamment lui qui reçoit la photo de la personne