Cady, una bambina di otto anni, resta orfana dopo che i genitori sono tragicamente morti in auto mentre erano in macchina con lei dopo essersi trovati davanti a una tormenta di neve. La zia Gemma, robotica di un'azienda di giocattoli sottoposta a forti pressioni sul lavoro, diventa così la sua tutrice. La donna però inizialmente non sembra essere in grado di occuparsi della nipote e riceve anche la visita dell'assistente sociale che vuole verificare le condizioni in cui si trova la bambina. Improvvisamente arriva la soluzione. Gemma fa interagire Cady con M3gan, una bambola a grandezza naturale in grado di ascoltare, guardare e imparare e può essere, al tempo stesso, una severa insegnante ma anche la migliore amica. Con il passare dei giorni tra la bambina e la bambola s'instaura un legame fortissimo; ormai è più di un giocattolo e fa parte della famiglia. L'azienda per cui lavora Gemma è entusiasta. Ma M3gan sta imparando ad una velocità impressionante. Ma cominciano ad esserci dei fatti inquietanti a cominciare dalla sparizione del cane della vicina di casa.