Elle est programmée pour l'amitié : M3GAN n'est pas un jouet ordinaire, conçu pour être la meilleure amie d'un enfant et l'alliée de ses parents. Lorsque Gemma, experte en robotique, devient de manière inattendue la tutrice de sa nièce orpheline, elle emporte le prototype de la poupée high-tech chez elle. Une décision lourde de conséquences.

Après le décès de sa femme, le grincheux Otto Anderson ne voit plus de sens à sa vie. Il veut déjà y mettre fin lorsqu'une jeune famille pétillante emménage à côté et qu'il trouve en la truculente Marisol un égal. Il en résulte une amitié inattendue qui va bouleverser son monde.

Le film raconte l'histoire de la famille Sully, les problèmes qui les hantent, les efforts qu'ils déploient pour se protéger les uns les autres, les combats qu'ils mènent pour rester en vie et les tragédies qu'ils endurent.