Seorang ahli robotik dari perusahaan mainan yang brilian menggunakan kecerdasan buatan untuk mengembangkan M3GAN, sebuah boneka mirip kehidupan yang diprogram untuk menjalin ikatan emosional dengan keponakannya yang baru menjadi yatim piatu. Namun ketika pemrograman boneka itu bekerja terlalu baik, dia menjadi terlalu protektif terhadap teman barunya dan berakibat buruk.