No fabuloso live-action da boneca mais famosa do mundo, acompanhamos o dia a dia 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) começa a perceber 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 cor-de-rosa começa a mudar e, eventualmente, ela é expulsa de Barbieland. Forçada a viver no mundo real, Barbie precisa lutar com as dificuldades de não ser mais apenas uma boneca – pelo menos ela está acompanhada de seu fiel e amado Ken (Ryan Gosling), que parece cada vez mais fascinado pela vida no novo mundo. Enquanto isso, Barbie tem dificuldades para se ajustar, e precisa enfrentar vários momentos nada coloridos até descobrir que a verdadeira beleza está no interior de cada um.