Quando Ed (Patrick Wilson) e Lorraine Warren (Vera Farmiga) deixam sua casa durante um fim de semana, a filha do casal, a pequena Judy Warren (McKenna Grace), é deixada aos cuidados de sua babá (Madison Iseman). Mas as duas entram em perigo quando a maligna boneca Annabelle, aproveitando que os investigadores paranormais estão fora de jogo, anima os letais e aterrorizantes objetos contidos na Sala dos Artefatos dos Warren.