Actiongyseren 'M3GAN 2.0' er efterfølgeren til M3GAN om den morderiske dukke, der nu er tilbage, men denne gang er hun ikke alene. To år efter at M3GAN, et vidunder af kunstig intelligens og en upåklagelig koreograf, gik dræberamok og efterfølgende blev tilintetgjort, er M3GANs skaber Gemma (Allison Williams) blevet en højprofileret forfatter og fortaler for regeringens tilsyn med A.I. I mellemtiden er Gemmas niece, Cady (Violet McGraw), blevet teenager, og er træt af alle de regler som Gemma trækker ned over hovedet på hende, og gør, hvad hun kan for at stritte imod. Men hvad hverken Gemma eller Cady ved er, at den underliggende teknologi til M3gan er blevet stjålet og nu misbruges af en magtfuld forsvarsentreprenør til at skabe et militært våben kendt som Amelia, som planlægges til at blive den ultimative morderiske infiltrationsspion. Efterhånden som Amelias selvbevidsthed øges, bliver hun fuldstændig ligeglad med at tage imod ordrer fra mennesker eller at være sammen med dem.