Zwei Jahre sind vergangen, seit M3GAN, ein Meisterwerk der künstlichen Intelligenz, vernichtet wurde, nachdem es sich aus eigenem Antrieb (und streng choreografiert) umgebracht hatte.
Die Erfinderin von M3GAN, Gemma (Allison Williams), ist inzwischen eine bekannte Autorin und eine entschiedene Verfechterin der staatlichen Aufsicht über die KI. Gemmas Nichte Cady ist jetzt 14 Jahre alt, und wie es sich für eine echte Jugendliche gehört, widersetzt sie sich den Regeln ihrer überfürsorglichen Tante.
Was sie nicht wissen, ist, dass die M3GAN zugrunde liegende Technologie gestohlen wurde und von einem großen Waffenhersteller zur Entwicklung einer fortschrittlichen Waffe für das Militär missbraucht wird: Amelia (Ivanna Sakhno; Ahsoka, Pacific Rim: Uprising), die ultimative Killerspionin. Während Amelias Bewusstsein zunimmt, widerstrebt es ihr zunehmend, Befehle von Menschen zu befolgen oder sie am Leben zu erhalten.
Die Zukunft der Menschheit steht auf dem Spiel und Gemma erkennt, dass es nur eine Möglichkeit gibt: Sie erweckt M3GAN (Amie Donald, mit der Stimme von Jenna Davis) wieder zum Leben und macht sie mit einigen Updates noch schneller, stärker und tödlicher. Wenn sich ihre Wege kreuzen, wird sich zeigen, wer die ultimative KI-Schlampe ist.