Dois anos após M3GAN, uma maravilha da inteligência artificial, sair do controle e embarcar em um massacre (impecavelmente coreografado) antes de ser destruída, sua criadora, Gemma (Allison Williams), tornou-se uma renomada autora e defensora da regulamentação governamental da I.A. Enquanto isso, sua sobrinha Cady (Violet McGraw), agora com 14 anos, tornou-se uma adolescente rebelde, desafiando as regras superprotetoras de Gemma.

Sem que elas saibam, a tecnologia por trás de M3GAN foi roubada e usada indevidamente por uma poderosa contratante de defesa para criar uma arma militar conhecida como Amelia (Ivanna Sakhno; Ahsoka, Círculo de Fogo: A Revolta), a espiã assassina definitiva. Mas, à medida que a autoconsciência de Amelia cresce, ela se torna cada vez menos interessada em seguir ordens humanas—ou em mantê-los vivos.

Com o futuro da humanidade em jogo, Gemma percebe que sua única opção é ressuscitar M3GAN (Amie Donald, dublada por Jenna Davis) e aprimorá-la, tornando-a mais rápida, mais forte e ainda mais letal. Quando seus caminhos se cruzam, a rainha original da I.A. está prestes a encontrar sua adversária à altura.