Für eine Spielzeugfirma hat die Robotik-Expertin Gemma die mit fortschrittlicher künstlicher Intelligenz ausgestattete Hightech-Puppe M3GAN (kurz für Model 3 Generative Android) entwickelt, die demnächst ihren Siegeszug in Kinderzimmern auf der ganzen Welt antreten soll. Als die Wissenschaftlerin eines Tages ihre Nichte Cady bei sich aufnimmt, die kürzlich ihre Eltern bei einem schrecklichen Unfall verloren hat, hat Gemma eine Idee: Sie nimmt den Prototyp der lebensechten M3GAN mit nach Hause, um Cady aufzumuntern und endlich wieder auf andere Gedanken zu bringen. Der Plan geht auf – zumindest zunächst. Doch schon bald entwickelt die Puppe ein eigenes Bewusstsein und einen geradezu mörderischen Beschützerinstinkt für ihre neue Freundin – mit verheerenden Konsequenzen für alle anderen Menschen in ihrem Umfeld...