Em M3gan, seguimos uma jovem garota chamada Cady, que teve seus pais mortos em um acidente de carro e é deixado sob os cuidados de sua tia Gemma, uma roboticista de uma empresa high-tech de brinquedos de criança em Seattle. Gemma trabalha no desenvolvimento chamado M3GAN, um robô humanoide, designada para ajudar a criança e ser companhia para elas. Mas após um teste que ocorreu mal, o projeto foi cancelado. Sem ter alguma conexão com a sobrinha e sempre sendo workaholic, Gemma presenteia M3gan para a sobrinha após ela querer a "boneca". O modelo finalizado é emparelhado com Cady, e convence a empresa do potencial de sucesso do projeto após observar as interações de M3GAN com Cady. À medida que o tempo passa, M3gan acaba ficando mais independente e andando pela casa sem qualquer ordem, além de matar qualquer coisa que ela considere uma ameaça para Cady. Mas os dias passam e M3gan pode parecer mais uma ameaça para Cady e Gemma do que imaginado.