Film ini bercerita mengenai anak-anak perempuan yang sejak bayi ditelantarkan oleh keluarga mereka dan diadopsi oleh seorang Dokter dan seorang wanita bernama Miss Brixil. Mereka tinggal di asrama tanpa ada cahaya matahari dan tidak pernah melihat dunia luar atau menghirup udara luar. Hal itu dikarenakan sistem di asrama tersebut sangatlah ketat, semua kegiatan pada gadis dipantau oleh kamera dan aktivitas mereka pun di atur, dari kapan mereka makan, mencuci muka, berkumpul, minum vitamin, mereka tidur dan lain-lainnya. Asrama tersebut bernama Vestalis Academy yang hanya berisi gadis-gadis belia.
Di asrama tersebut mereka didoktrin oleh pengurus mereka yaitu Miss Brixil tersebut bahwa udara dunia luar itu beracun dan tidak baik bagi seorang perempuan. Selain itu mereka di sana tidak diajari pelajaran biasa seperti siswa lainnya melainkan mereka hanya diajari mengenai kebersihan, kepatuhan, dan juga bagaimana mereka dituntut untuk menjaga wajah mereka agar tetap cantik dan sehat.
Cerita bermula saat mereka berada di salah satu level mengantri untuk mencuci muka mereka di depan kamera dan salah satu teman mereka yang memiliki masalah penglihatan mata dan secara tidak sengaja menjatuhkan botol miliknya. Anak perempuan tersebut bernama Sofia, ia kesulitan untuk mencari botol tersebut, oleh karena itu salah temannya bernama Vivien membantu menemukan botol tersebut padahal di waktu yang sama ia harus mencuci muka di depan kamera untuk menunjukkan bahwa mereka benar-benar melakukannya. Karena dalam asrama ini mereka dididik dengan disiplin tinggi untuk menjaga kebersihan, disiplin waktu, dan patuh terhadap perintah.
Perlu diketahui bahwa dalam asrama ini pun mereka seperti orang asing dan hanya mengenal nama mereka masing-masing dan sebenarnya dilarang untuk menjalin pertemanan. Karena dengan Vivien membantu Sofia untuk menemukan botolnya tersebut sehingga Vivien telat untuk mencuci muka dengan tepat waktu, maka ia dianggap melanggar peraturan dan diseret untuk dimasukkan ke ruangan sempit berbentuk kotak dan dikurung di sana oleh dua penjaga dengan badan yang kekar. Hal itu pun menimbulkan dendam dan kebencian Vivien terhadap Sofia yang notabenenya adalah temannya itu karena ia harus dihukum atas perbuatan menolong Sofia.
Dalam asrama ini terdapat level-level, level yang terakhir yaitu level 16. Level di mana mereka dijanjikan untuk diadopsi oleh keluarga kaya raya jika mereka mematuhi peraturan asrama ini yaitu kebersihan, kepatuhan, kesabaran, dan kerendahan hati. Sesuai dengan judul film "Level 16" maka semua rahasia terkuak di level ini.
Saat Vivien naik ke level 16, ia bertemu kembali dengan gadis yang pernah ia tolong dan membuat dirinya dihukum atar perbuatannya itu, yaitu Sofia. Vivien tidak menyukai Sofia namun Sofia terus mendekati Vivien hingga suatu saat Sofia memberi tahu sebuah rahasia dari sistem dan peraturan di asrama ini, yaitu mengenai vitamin yang rutin mereka konsumsi. Para gadis patuh untuk rutin minum vitamin itu karena yang mereka ketahui bahwa vitamin itu untuk membuat kulit mereka sehat. Tapi tidak dengan Sofia.
Sofia berhenti meminum vitamin itu sejak berada di level 13 dan ia mengetahui bahwa itu bukanlah vitamin untuk kecantikan melainkan untuk membuat mereka tidak akan bangun saat tidur. Sofia memberitahukan hal itu kepada Vivien dan melarang Vivien untuk mengonsumsi vitamin tersebut. Pada awalnya ia ragu dengan perkataan Sofia tersebut namun pada akhirnya ia tidak menelan vitamin dan mempercayai apa yang dikatakan oleh Sofia.
Pada malam hari hanya Sofia dan Vivien yang belum tidur, dan ternyata pada suatu malam Miss Brixil dan penjaga menunjuk dan membawa mereka untuk ditawarkan kepada "pembeli" yang mereka anggap keluarga baru kaya raya yang akan mengadopsi mereka. Terkuak bahwa mereka sebenarnya bukan akan diadopsi keluarga baru melainkan dijual. Termasuk Vivien yang pura-pura tidur ternyata ditawarkan kepada penjual, namun mereka memilih gadis lain yang bernama Rita.
Selain itu salah satu penjaga juga selalu masuk ke ruangan para gadis untuk melakukan hal yang tidak pantas tanpa sepengetahuan Miss Brixil. Mulai dari hal itu Vivien percaya atas kejanggalan di asrama ini. Sofia dan Vivien pun berniat kabur dari asrama itu.
Hal itu pun diketahui oleh gadis lainnya dan melaporkannya kepada Miss Brixil, oleh karena itu Vivien dihukum dan dikurung. Pada malam hari saat penjaga melakukan aksinya di dalam kamar, Sofia pun melawan penjaga hingga berlumur darah. Paginya Vivien dibebaskan dan Miss Brixil memberitahu para gadis bahwa Sofia melanggar peraturan dan dihukum dengan ditahan di ruang bawah tanah.
Malam itu Vivien melancarkan aksi dengan bertengkar dan berhasil melumpuhkan Miss Brixil, setelah itu ia menolong Sofia dengan menggunakan kartu lockdoor milik Miss Brixil.
