Da Lars Lindstrom (Ryan Gosling) introduserer sin bror Gus (Paul Schneider) og svigerinne Karin (Emily Mortimer) for sin nye venn Bianca, som han møtte internett, så er deres umiddelbare respons sjokk og vantro. Har Lars, elskelig, men sosialt introvert som han er, blitt fullstendig gal? De møter Bianca og ser en dukke, men Lars ser en venn. Bianca er ikke en virkelig kvinne i det hele tatt, men en Real Doll, en virkelig dukke. Hvordan skal de kunne forklare dette til innbyggerne i den søvnige midtvest-byen som de vokste opp og fremdeles bor i? Karin og Gus konsulterer stedets familielege, Dr. Dagmar Berman (Patricia Clarkson), som råder dem til å si seg enig i det. Lars har vrangforestillinger, og for å hjelpe han gjennom denne krisen, må de og folk i byen bli med på det. Etter en del overtalelse med henvisning til deres kjærlighet og omsorg for Lars, klarer Gus og Karin å vinne de øvrige innbyggernes medvirkning. Snart går Bianca i kirken, er modell i den lokale klesbutikken, er frivillig på sykehuset og ledsager Lars på hans aller første selskapelige begivenheter. Alle rundt Bianca blir overrasket over hvordan hun vinner hjertene deres og alle hun møter, og fyller tomrom de ikke var klar over at de hadde. Det som følger, er en følelsesladet og komisk reise som forvandler både Lars og menneskene rundt han. Det er Six Feet Under-forfatteren Nancy Oliver som har skrevet manus. Paul Schneider og Kelli Garner har andre sentrale roller i Lars And The Real Girl. Filmen er regissert av Craig Gillespie (Mr. Woodcock) med Sidney Kimmel som produsent sammen med John Cameron og Sarah Aubrey.