Twee jaar zijn verstreken sinds M3GAN, een hoogstandje in de kunstmatige intelligentie, vernietigd is, nadat ze uit eigen beweging aan het moorden was geslagen. M3GAN’s uitvinder Gemma is nu een bekende auteur en een voorstander van overheidstoezicht op AI. Gemma’s veertienjarige nichtje Cady verzet zich tegen de regels van haar overbezorgde tante. Wat zij niet weten, is dat de onderliggende technologie van M3GAN is gestolen en wordt misbruikt door een grote wapenproducent om een geavanceerd wapen te maken voor het leger: Amelia, de ultieme killer-spion.