Die OVA "Karakuri Ninja Girl" erzählt die Geschichte von Sakura, einem jungen Mädchen, das in einem abgelegenen Dorf lebt und von ihrem Großvater, einem talentierten Handwerker, aufgezogen wird. Eines Tages entdeckt Sakura im Familienbesitz eine mechanische Puppe namens Karakuri, die als Ninja-Puppe konstruiert ist. Diese Puppe, die den Namen Karakuri Ninja trägt, wird aktiviert und zeigt sich als hoch entwickelte Maschine mit übernatürlichen Fähigkeiten. Sie ist in der Lage, sich zu bewegen, zu kämpfen und sogar zu sprechen, was Sakura zunächst erschreckt, aber auch fasziniert.

Als das Dorf von einer Gruppe skrupelloser Banditen bedroht wird, die nach einem legendären Schatz suchen, wird Sakura in die Ereignisse hineingezogen. Die Karakuri Ninja Puppe offenbart, dass sie nicht nur ein Werkzeug ist, sondern auch eine Schutzfunktion hat, die mit Sakuras Familie verbunden ist. Zusammen mit der Puppe begibt sich Sakura auf eine gefährliche Reise, um den Schatz zu finden und das Dorf zu retten. Dabei müssen sie sich nicht nur den Banditen stellen, sondern auch Rätsel und Fallen überwinden, die mit dem Schatz verbunden sind.

Die Handlung konzentriert sich auf die Beziehung zwischen Sakura und der Karakuri Ninja Puppe, die sich im Laufe der Geschichte von einer mechanischen Konstruktion zu einer treuen Begleiterin und Beschützerin entwickelt. Die OVA kombiniert Elemente von Action, Abenteuer und Fantasy, wobei die mechanischen Aspekte der Puppe und die historisch inspirierte Ninja-Thematik im Mittelpunkt stehen. Die Charaktere sind klar definiert, wobei Sakura als mutige und entschlossene Protagonistin agiert, während die Karakuri Ninja Puppe als mysteriöse und mächtige Figur dient, deren wahre Natur und Fähigkeiten nach und nach enthüllt werden.