Cerita dalam film berfokus pada perjalanan Barbie (diperankan oleh Margot Robbie) yang mengalami transformasi setelah mengalami krisis identitas di tengah sebuah pesta. Barbie berubah menjadi sosok yang lebih nyata, dengan kaki yang tidak lagi menjinjit dan perubahan rutinitas yang mengubah hidupnya.
Petualangan Barbie tidak berjalan sendirian, karena Ken (diperankan oleh Ryan Gosling) tiba-tiba ikut serta dalam perjalanan tersebut, menghadirkan dinamika dan cerita yang menarik.