Als Katie (Violet McGraw) auf tragische Weise beide ihrer Eltern bei einem Autounfall verliert, übernimmt ihre Tante Gemma (Allison Williams) unerwartet die Vormundschaft für das junge Mädchen. Um ihre verwaiste Nichte aufzuheitern, stellt Gemma Katie ihr neuestes Projekt vor. Die junge Frau arbeitet als Robotik-Expertin in einer Spielzeugfirma und programmierte dort eigenhändig den Prototyp der Hightech-Puppe M3GAN. Doch M3GAN ist keinesfalls ein gewöhnliches Spielzeug. Sie wurde designt, um als beste Freundin eines Kindes und gleichgesinnte Verbündete gegen die Eltern zu fungieren. Katie findet schnell Gefallen an M3GAN, es scheint sich sogar eine Freundschaft zwischen dem Mädchen und der Puppe aufzubauen. Kurzerhand entscheidet sich Gemma daher, die sprechende Roboterpuppe mit nach Hause zu nehmen. Doch diese Entscheidung stellt sich als folgenschwer heraus, denn M3GAN lässt sich nur ungern etwas vorschreiben und entwickelt einen so großen Beschützerinstinkt, dass sie für Katie sogar über Leichen geht.