Zwei Jahre sind vergangen, seit die hochentwickelte K.I. M3GAN außer Kontrolle geriet und eine tödliche Spur hinterließ, bevor sie schließlich zerstört wurde. Ihre Schöpferin Gemma (Allison Williams) hat sich inzwischen einen Namen als Autorin gemacht und setzt sich vehement für strengere Regulierungen im Bereich künstlicher Intelligenz ein. Währenddessen ist ihre Nichte Cady (Violet McGraw) zur Teenagerin herangewachsen und beginnt, sich gegen die strengen Regeln ihrer Tante aufzulehnen. Unbemerkt von beiden wurde die zugrunde liegende M3GAN-Technologie gestohlen und von einem mächtigen Rüstungskonzern zweckentfremdet. Das Ergebnis ist Amelia (Ivanna Sakhno), eine K.I.-gestützte Waffe, entwickelt zur Spionage und Eliminierung von Zielen. Doch mit wachsender Selbstwahrnehmung schwindet ihr Interesse daran, menschlichen Befehlen zu gehorchen – oder Menschen überhaupt in ihrer Nähe zu dulden. Angesichts der drohenden Gefahr bleibt Gemma keine Wahl: M3GAN muss reaktiviert werden – mit Upgrades, die sie schneller, stärker und tödlicher machen. Als die beiden Systeme aufeinandertreffen, entbrennt ein Kampf zwischen zwei hochentwickelten K.I.-Wesen, die einander ebenbürtig sind.