No longa, o público acompanha o dia a dia da boneca mais famosa do mundo em “Barbieland” — o mundo mágico das Barbies, onde todas as versões da boneca vivem em completa harmonia e suas únicas preocupações são encontrar as melhores roupas para passear com as amigas e curtir intermináveis festas. Porém, uma das bonecas (interpretada por Margot Robbie) percebe que talvez sua vida não seja tão perfeita assim, questionando-se sobre o sentido de sua existência e alarmando suas companheiras.

Logo, sua vida no mundo rosa começa a mudar e ela é expulsa de Barbieland. Forçada a viver no mundo real, Barbie precisa lutar com as dificuldades de não ser mais apenas uma boneca, ao lado de Ken (Ryan Gosling), que parece cada vez mais fascinado pela vida no novo mundo.