Cady, seorang anak perempuan yang dalam sekejap menjadi yatim piatu sejak kecelakaan mobil yang menewaskan kedua orang tuanya, diambil alih hak asuhnya oleh adik ibunya, Gemma.
Gemma yang memiliki karakter kaku, lebih mengedepankan logika daripada perasaan, dan sedikit memiliki empati itu, ternyata tak luwes dalam merawat Cady.
Kondisi Cady yang masih murung dan trauma akibat kecelakaan yang merenggut nyawa kedua orang tuanya tidak dapat dengan mudah diatasi oleh Gemma. Selain karena Gemma sama sekali tidak memiliki jiwa keibuan, ia juga terlalu sibuk dengan pekerjaannya di sebuah perusahaan mainan berbasis teknologi canggih.
Sejalan dengan usaha Gemma mengembalikan kondisi psikis Cady supaya membaik dan dapat menjalani hidup dengan normal layaknya anak seusianya, Gemma menemukan sebuah cara menghibur Cady yang tidak disangka berkaitan dengan pekerjaannya.
Gemma yang tengah mnegerjakan proyek robot atau boneka canggih, menemukan ide untuk menyempurnakan robot mainan ciptaannya, terinspirasi dari Cady yang tengah kesepian dan membutuhkan seorang teman.
Hingga akhirnya terciptalah M3GAN atau singkatan dari Model 3 Generative Android, sebuah robot super canggih berbentuk menyerupai anak perempuan. Nyaris sempurna, tak hanya bisa bergerak luwes layaknya manusia, M3GAN juga dapat berkomunikasi dua arah dengan baik dengan manusia.
Cady menyambut M3GAN dengan sangat antusias. Ia bahkan mengatakan jika ia memiliki M3GAN, ia tidak akan lagi membutuhkan mainan yang lain. Singkat cerita, M3GAN dan Cady berteman dan membangun ikatan yang kuat seakan saling membutuhkan satu sama lain.
Cady menemukan kebahagiaan yang selama ini hilang sejak kecelakaan mobil yang menewaskan kedua orang tuanya, dengan mendapatkan sosok teman yang baik dari M3GAN yang selalu ada untuknya.
Sampai sebuah kejadian mengubah M3GAN menjadi brutal dan tak dapat dikendalikan sekalipun oleh pemiliknya, Cady, atau bahkan penciptanya, Gemma. M3GAN menggila dan dicurigai melakukan serangkaian pembunuhan hingga kemudian Gemma berusaha untuk menghentikannya.
Film M3GAN yang sudah cukup santer gaungnya sejak tahun lalu dengan menyebut nama James Wan sebagai sosok di balik pembuatannya, seakan menjanjikan sebuah tayangan yang spektakuler.