Сюжет разворачивается в пластиковом мире, где живут разные куклы: Барби-президент (Исса Рэй), Барби-физик (Эмма Маккей) и множество других. У всех веселая жизнь, успешные карьеры, богатые розовые дома.
Кены, которые тоже есть в барби-мире, напротив, ничем не заняты, кроме того, что просто находятся рядом со своими Барби. Один из Кенов в исполнении Райана Гослинга расстроен таким положением.
Однажды так называемая стереотипная Барби (Марго Робби) начинает задумываться о смерти, и эти экзистенциальные мысли запускают цепочку событий, в результате которых Барби-ведьма (Кейт Маккиннон) отправляет ее в реальный мир вместе с Кеном. Там Барби должна найти девочку, которой принадлежит, и выяснить, почему ее одолели мрачные мысли.
