La « Dollhouse » est un laboratoire dont l’existence est secrète. Ce centre futuriste abrite de nombreuses « dolls », des hommes et des femmes qui sont programmés pour accomplir différentes missions. Les dirigeants de la Dollhouse nomment ces gens des « actifs ». Que ce soit pour devenir l’amant d’un individu ou pour éliminer quelqu’un, les scientifiques présents au sein de ce programme peuvent effacer à leur guise la mémoire de chaque actif afin de leur imprégner une nouvelle personnalité qui leur permettra de remplir leur prochain contrat. Mais lorsque les souvenirs de la jeune Echo, une puissante active, refont peu à peu surface… les règles établies vont rapidement changer !