M3GAN 2.0,tehlikeli bir robotu durdurmak için diriltilen M3GAN'ın hikayesini konu ediyor. Bir yapay zeka harikası olan M3GAN, kontrolden çıkıp öldürücü bir çılgınlığa kalkışmış ve yok edilmiştir. Aradan geçen iki yılın ardından yaratıcısı Gemma şimdi yüksek profilli bir yazar ve yapay zekanın hükümet denetimi konusunda savunucudur. Bu sırada Gemma’nın 14 yaşındaki yeğeni, onun  aşırı korumacı kurallarına karşı isyan etmeye başlar. Gemma’nın hiçbir şeyden haberi yokken, M3GAN’ın temel teknolojisi güçlü bir savunma müteahhidi tarafından çalınıp yanlış şekilde kullanılmış ve askeri sınıf bir silah olan Amelia’nın yaratılmıştır. Çok geçmeden Amelia, tehlikeli bir suikastçı casus haline gelir. Ancak Amelia farkındalığı arttıkça insanlardan emir almayı reddeder. Tehlike gün geçtikçe artarken Gemma’nın M3GAN’ı yeniden diriltmekten başka çaresi kalmaz.