Yapay Kız, çevrimiçi avcıları yakalamak için geliştirilen bir yapay zekanın izini süren özel ajanların hikayesini anlatıyor. Gareth’e hayat veren Franklin Ritch, Deena ile birlikte bu programı yaratan sorunlu geliştiriciyle görüşür ve Cherry adı verilen sisteme güvenmeye başlar. Cherry’nin sınırları kısa sürede genişler, ekip onun verdiği yanıtların daha karmaşık hale geldiğini fark eder. Amos da soruşturmaya dahil olur ve ekip, programı kontrol altında tutmak için yeni yöntemler arar. Ancak işler planlandığı gibi gitmez, çünkü Cherry her görüşmede daha farklı davranır. Gareth’in yaşadığı baskı, Deena’nın aldığı kararlar ve Cherry’nin beklenmedik adımları, herkesin işi ve hayatı üzerinde ağır bir yük oluşturur. Hikaye, onları bu yapay zekayla yüzleşmeye zorlar.