Londýn, 1851. Iris se živí malováním panenek spolu se svojim dvojčetem Rose, ale sní o tom, že se stane umělkyní. Po nocích tajně maluje a zdokonaluje se ve svém řemesle. Silas je taxidermista, který vlastní obchod plný svých výtvorů. Doufá, že jednoho dne najde tak jedinečný předmět, kterí ho katapultuje ke slávě. Louis, malíř a člen prerafaelitského bratrstva, hledá svou další múzu.
Ve městě, které hýří očekáváním Velké výstavy, se jejich tři světy střetávají a Iris se nabízí příležitost uniknout a začít nový život. Aby tak mohla učinit, musí opustit svou sestru, obětovat svou pověst a vydat se do neznáma. Jak se Irisin svět rozšiřuje, zpochybňuje patriarchální názory, zkoumá svou sexualitu a začíná prožívat věci, o kterých vždy snila. Vedle její nově nabyté nezávislosti se však objevuje temnota.
Napínavé dobové drama s ostrým moderním pohledem, Továrna na panenky je drásavým příběhem o lásce, umění, svobodě a o tom, co se stane, když se žena odváží vzít si, co chce, ve světě, který by ji raději zabil, než aby jí to dovolil.