A Dollhouse é uma organização que emprega homens e mulheres que podem, literalmente, ser tudo o que quiserem. Quando memórias falsas são implantadas neles - incluindo habilidades, linguagem, e até memória muscular - para que eles executem diferentes tarefas, eles podem se tornar desde assaltantes de banco, até super espiões. Após concluída a função, suas lembranças são limpas para que eles não se recordem de nada, e então eles vivem no laboratório, sem a menor idea do que realmente são - ou de nada mais. Quando a jovem Echo (Eliza Dushku) começa a ter consciência da própria existência e do que ela faz, isso começa a representar problemas para ela e para toda a organização. Ao mesmo tempo, uma agente do FBI está determinada a encontrar e destruir a Dollhouse.