Paříž, rok 1750. Uprostřed kruté zimy přichází do domácnosti vyhlášeného hodináře a jeho talentované dcery nová služebná jménem Madeleine. O hodináři se přitom šíří zvěsti, že jeho prazvláštní mechanické výtvory nejsou jen pouhými stroji, ale mají odporovat přirozenému řádu věcí, a možná dokonce vznikají na úkor živých.
Madeleine ale není jen tak obyčejná služebná. Skrývá temnou minulost a nebezpečný úkol: výměnou za naději na nový život pro sebe a svého nemocného synovce má odhalit pravdu o hodinářových experimentech a bedlivě sledovat každý jeho krok.
Z pařížských ulic se mezitím začínají ztrácet děti a Madeleine se obává, že se připletla k rozsáhlému spiknutí, které by mohlo sahat až do samotného srdce královského paláce ve Versailles.
Dívka s hodinovým strojkem vypráví temný příběh o posedlosti, klamu a vysoké ceně za svobodu.