科特曼高中食堂里，新转学进来的瑞秋独自坐在餐桌前，无意品尝手边的午餐，只盯着手机屏幕上偶像艾什莉的演唱。从食堂出来，看到音乐老师正在张贴才艺秀筹款会的海报。腼腆的她在老师询问声中，抱紧书本加快脚步走进教室。
下午放学，老爸凯文开车来接，车身上的灭鼠广告和车顶上的两只老鼠耳朵又成了周边同学的笑料。姐姐杰克坐在副驾驶位上，只看着手机屏幕，都懒得跟瑞秋打招呼，反倒是对父亲安慰瑞秋的话冷嘲热讽。瑞秋戴上耳机，只有艾什莉的歌声才能让她感觉到平静。
偶像的每张专辑瑞秋都会购买，每次访谈瑞秋都会收看。最让瑞秋敬佩的是艾什莉的灵感均来源于她的潜意识，睡觉时迸发在脑海里，醒来就成了一首歌曲。她的歌曲不仅好听，还充满了正能量。这样的形象多亏了她的姑妈凯瑟琳，艾什莉年幼时莉父母双亡，当时才22岁的凯瑟琳收养了她，并帮她打造形象，成就如此成功的事业。
这次访谈中，艾什莉推出了自己Q版形象玩偶，叫做“艾什莉替身”，是一种模拟艾什莉大脑思维的人工智能机器人。推出当晚，专卖店门外就挤满了通宵排队购买的粉丝。艾什莉自然也不例外，第二天一早就恳求父亲买个艾什莉替身，算是她今年的生日礼物。到了周三生日那天，瑞秋如愿收到最爱的生日礼物。她把玩偶放在书桌上，一句“艾什莉，醒来”就能唤醒玩偶。与玩偶对话，就像是在跟艾什莉本人对话。自此以后，玩偶就成了瑞秋最好的朋友，无话不谈。
一次偶然的机会，玩偶听到杰克弹奏电吉他，对杰克的创造力大为惊叹。杰克喜欢的音乐都是已故母亲喜爱的老牌乐队，所以对艾什莉那种新潮音乐颇为反感。与玩偶聊了几句后，杰克内心里产生了共鸣，有种知音的感觉，却又本能的不愿承认，排斥艾什莉替身的感想。
在玩偶的鼓励下，瑞秋打算参加下周的才艺秀，节目就是艾什莉的金曲《火力全开》。不过，演出可以说是以惨败告终。瑞秋在回家路上伤心的抹着眼泪，嘴里却是担心自己让艾什莉替身失望了。虽然自从母亲过世后，杰克就没开心过，也疏远了瑞秋，但她内心还是关心着这个妹妹。见瑞秋事事都以艾什莉为标准，这样只会越来越自卑，杰克趁妹妹外出时，偷偷将玩偶藏在阁楼杂物堆里。等瑞秋回来，就说丢进垃圾堆已被垃圾车收走。姐妹俩的关系因此落入冰点，更加不会搭理对方。
凯文研发的自动追踪电击老鼠装备终于有了原型产品，不过电压还需要调整，谁都不想看到一只被烧焦的死老鼠。正在向两个女儿演示时，电视里爆出一条重大新闻，巨星艾什莉因误食海鲜汉堡导致过敏，经医院抢救，仍陷入不可逆转的昏迷之中。看到妹妹失落的神情，杰克从杂堆里取出玩偶，算是给妹妹留个念想。但此时的玩偶已失去了艾什莉的灵魂，只是个会说话的空壳，悲伤的瑞秋将它束之高阁。
六个月过去了，这段时间里杰克在尽量缓和与妹妹之间的关系。此时电视里正在讨论艾什莉何时才能醒来的节目，恰巧唤醒了橱柜上的玩偶。玩偶睁开眼，看到电视屏幕上满脸泪痕的凯瑟琳，就发疯似的连连撞向旁边的书本，发出一连串不连贯的单词。
瑞秋和杰克都莫名其妙，不知道发生了什么事。为了找到原因，杰克试着把玩偶连上父亲工作用电脑，查看其中的程序。没想到电脑显示，AI中有块异常区域。杰克尝试着释放出区块里的内容，AI立刻被全部感染。随后，玩偶发出凄厉的惨叫，大喊着快把插头从它屁股里拿走，把瑞秋和杰克吓得连退几步。
杰克无意中删除了AI的限制器，完全放出AI的全部功能，玩偶居然有了自主意识。这才是真正的艾什莉替身，完全复制了艾什莉的想法和思维方式。而它的一句话更让瑞秋和杰克不敢相信，所谓的海鲜过敏就是个弥天大谎。
原来姑妈凯瑟琳并没有表面看来的那样慈祥，她把艾什莉打造成乖乖女的形象，成为她的摇钱树。为了控制艾什莉，凯瑟琳还让蒙克医生开出处方药，迫使艾什莉长期服用。随着艾什莉慢慢长大，有了自己的想法，更喜欢暗黑朋克类的风格，却遭到姑妈凯瑟琳坚决反对。
因为抚养合同一直会维持到艾什莉25岁才会自动解除，于是艾什莉就偷偷停止服药，并把药片收集起来，想作为指控姑妈使用非法药物的罪证，进而能提前撤销合同，获得自由身。这无异于背叛，凯瑟琳在察觉到艾什莉的企图后，便伙同蒙克在晚餐中掺入过量药剂，令艾什莉陷入昏迷。
通过先进的医学技术，凯瑟琳与蒙克医生找到艾什莉大脑里的创作区域，从中提取出灵感创作歌曲。结合全息3D投影技术，虚拟的艾什莉能重上舞台，表演最新创作的单曲。今晚，凯瑟琳就会在体育馆向全世界隆重推出虚拟明星“永恒艾什莉”。
得知真相后，瑞秋在惊讶之余却又想不出办法帮助艾什莉，谁会相信一只玩偶的话。跟杰克商量来商量去，实在是没办法。一旁的玩偶给出了一丝希望，有证据。艾什莉有在电脑上写日记的习惯，平时把与姑妈的对话都记了下来。只要能进入艾什莉家，接近电脑，玩偶就能通过蓝牙下载到所需要的证据。
说心里话，杰克并不想帮忙。但经不住妹妹鄙夷的眼神，杰克只得开车送瑞秋和玩偶前往大宅。有玩偶指路，找到艾什莉所住的豪宅并不难，难的是怎么通过车道上那道牢固的铁门。碰巧凯瑟琳的豪车出来，去参加今晚的发布会。在铁门关闭前，杰克一脚油门冲了进去。
开过长长的车道，来到豪宅门口。屋里有名看家的保镖，杰克换上父亲的工作服，谎称接到灭鼠预约。保镖没听说有预约，可又担心是凯瑟琳看到老鼠才有的临时预约，只能放杰克和瑞秋进屋。杰克在厨房用一大堆虚构的卫生条规忽悠保镖时，瑞秋借上厕所的名义，在包里玩偶指点下，从几十个房间中找到了艾什莉的卧室。
昏迷不醒的艾什莉就躺在床上，床边摆满了维持生命系统。玩偶下了地，将电线缠在身上，用力拔掉系统电源插头。因为它知道艾什莉不想这样苟活于人世，其实并没有什么证据，这才是玩偶到这里来的真正目的。没想到歪打正着，没有了药物持续供给，床上的艾什莉猛然苏醒过来，只是双手被束缚器牢牢固定在床上。
接到系统终止警报的蒙克医生打电话给保镖确认情况，杰克机智的丢出电鼠器电晕保镖。还没等瑞秋和杰克救下艾什莉，蒙克医生就匆匆赶回了豪宅。二人躲在卧室沙发后，只见蒙克不顾艾什莉的挣扎要强行注射镇静剂。杰克壮起胆子，摸到蒙克背后，抄起床头的金属托盘就砸了下去。但力气太小，没能砸晕蒙克，反被蒙克掐住脖子。瑞秋抓起掉在地上的注射器，不管三七二十一的扎进蒙克后背，随后蒙克就摇摇晃晃倒在了地上。
解开床上的铁铐，二人架着艾什莉，拿着玩偶逃了出来。必须阻止凯瑟琳的欺骗行为，杰克开着顶着两只老鼠耳朵的皮卡，一路横冲直撞。瑞秋永远不会想到，自己有朝一日能与偶像一起开车冲进演出现场，后面还跟着警灯闪烁的警车。在全场观众见证下，虚弱的艾什莉走下车，对着台上的姑妈用力竖了个中指。
