La puissante Adelle DeWitt dirige la «Dollhouse», un laboratoire secret qui programme des hommes et des femmes, dont on a effacé la mémoire, à effectuer des missions très variées. Echo est l'une de ses «dolls», censée avoir tout oublié de sa vie réelle. Comme ses semblables, elle est amenée à jouer tour à tour le rôle d'une jeune fille éperduement amoureuse, avant d'endosser la personnalité d'une experte en négociations spécialisée dans les enlèvements. Mais peu à peu, Echo semble recouvrir la mémoire. Des bribes de souvenirs viennent la hanter et bouleverser ses convictions profondes. La jeune femme cherche à comprendre...
