Terwijl de winst van Mattel blijft stijgen na de Barbie-film, onderzoekt Barbie's Dirty Secrets de geheimen van de grootste speelgoedfabrikant ter wereld en vraagt het zich af of het bedrijf de winst boven de veiligheid van kinderen en zijn eigen werknemers stelt. Onder leiding van de bekroonde CNN-journaliste Isobel Yeung onthult de film, door middel van exclusieve undercoverbeelden die door de werknemers zelf zijn opgenomen, de grimmige realiteit van het maken van Mattel-producten, waar de lonen en werkomstandigheden in de fabriek een ver-van-het-glamour-leven van Hollywood zijn. De film onderzoekt ook de agressieve, zeer juridische werkwijzen van Mattel, van het strijden tegen emotionele nalatigheidszaken tot het wijfelachtige merkbeschermingsbeleid. Mattel wil gezien worden als een kampioen van eerlijkheid, diversiteit en inclusie, maar deze film vraagt zich af hoe serieus het bedrijf deze ambities daadwerkelijk in de praktijk brengt.