Han pasado dos años desde que M3GAN, un auténtico prodigio de la inteligencia artificial, fuera finalmente destruida tras perder totalmente el control y dar rienda suelta a sus tendencias asesinas. Gemma, su creadora, se ha convertido en una prominente autora y defensora de que el Gobierno supervise todos los avances en esta materia. Mientras tanto, su sobrina, Cady, ya con 14 años, es una adolescente que se rebela contra las sobreprotectoras reglas de Gemma. Lo que ellas no saben es que una poderosa compañía de desarrollo de defensa ha robado la tecnología empleada para M3GAN y la ha usado para crear un arma militar conocida como Amelia, la espía asesina definitiva. Pero, a medida que Amelia va cobrando conciencia propia, pierde interés en recibir órdenes de los humanos. Y en convivir con ellos.