Após mais de um século em funcionamento, o hospital pediátrico de Mercy Falls vai fechar para sempre.

No entanto, o processo está a demorar mais que o esperado - um acidente de comboio deixa os hospitais locais sem camas, tornando necessário adiar a mudança.
Mas a situação complica-se: quase não resta pessoal e a maioria das instalações foram desmanteladas.

Amy (Calista Flockhart), uma jovem enfermeira, é enviada de Londres para ajudar.
Mas Amy rapidamente detecta algo que assombra este lugar...

As crianças estão nervosas. E têm medo. De algo intangível e invisível. Algo que nem deveria existir. Algo cheio de dor. Maggie e as outras crianças chamam-lhe “A Menina Mecânica”. Dizem que esta criança vive no 3º piso, o piso que foi fechado e selado há mais de 40 anos...

Aos poucos esta presença começa a fazer-se notar, tornando-se agressiva, movimentando-se pelos corredores, aparecendo nas sombras.
Porque o hospital guarda um segredo, algo terrível que regressa do passado. Algo que não devia estar lá.

E para descobrir este segredo e proteger as crianças, Amy enfrenta tudo e todos: os restantes enfermeiros e médicos, que recusam enfrentar o óbvio, os seus medos e a própria verdade. E esta é bem diferente do que todos suspeitam. Muito mais sinistra. E perigosa.