Film začíná tím, že Edie (Miller) přijíždí do New Yorku ze svého bohatého bostonského domova. Setkává se s Andym Warholem (Pearce) a stává se součástí jeho Factory scény, skupiny umělců, hudebníků a performerů, kteří spolu žili a pracovali ve Warholově studiu. Edie se rychle stává Warholovou múzou a objevuje se v mnoha jeho krátkých filmech a uměleckých dílech.
Jak hvězda Edie stoupá, začíná se stále více angažovat na drogové scéně a její vztah s Warholem se začíná zhoršovat. Začne také chodit s Billym Quinnem (Christensen), charismatickým hudebníkem, ale jejich vztah je bouřlivý a nakonec končí. Úpadek Edie pokračuje a nakonec zemře na předávkování drogami v roce 1971 ve věku 28 let.
Factory Girl je tragický příběh o vzestupu a pádu mladé ženy, která byla krásná i talentovaná, ale nakonec ji zničili její démoni. Film nabízí pohled do světa Andyho Warhola a továrny a zachycuje ducha 60. let.
Film získal protichůdné recenze od kritiků, kteří chválili Millerův výkon, ale kritizovali filmové zobrazení Warhola a továrny. Film však zaznamenal komerční úspěch a celosvětově vydělal přes 12 milionů dolarů.