La película comienza con Edie (Miller) llegando a la ciudad de Nueva York desde su rica casa en Boston. Conoce a Andy Warhol (Pearce) y pasa a formar parte de su escena Factory, un grupo de artistas, músicos e intérpretes que vivieron y trabajaron juntos en el estudio de Warhol. Edie rápidamente se convierte en la musa de Warhol y aparece en muchos de sus cortometrajes y obras de arte.
A medida que la estrella de Edie asciende, se involucra cada vez más en la escena de las drogas y su relación con Warhol comienza a deteriorarse. También comienza a salir con Billy Quinn (Christensen), un músico carismático, pero su relación es tumultuosa y finalmente termina. El declive de Edie continúa y finalmente muere de una sobredosis de drogas en 1971, a la edad de 28 años.
Factory Girl es una historia trágica sobre el ascenso y la caída de una joven que era hermosa y talentosa pero que finalmente fue destruida por sus demonios. La película ofrece una mirada al mundo de Andy Warhol y la Fábrica y captura el espíritu de los años 60.
La película recibió críticas mixtas de los críticos, que elogiaron la actuación de Miller pero criticaron la interpretación de Warhol y la fábrica en la película. Sin embargo, la película fue un éxito comercial y recaudó más de 12 millones de dólares en todo el mundo.