Una brillante robotista de una empresa de juguetes utiliza la inteligencia artificial para desarrollar a M3GAN, una muñeca parecida a la vida real programada para establecer un vínculo emocional con su sobrina recién huérfana. Pero cuando la programación de la muñeca funciona demasiado bien, se vuelve sobreprotectora con su nueva amiga... con resultados aterradores.