La película trata sobre Lucy, una joven que es obligada a transportar una sustancia química en su cuerpo. Esta sustancia se libera y aumenta drásticamente la capacidad cerebral de Lucy, dándole habilidades sobrehumanas. Lucy busca a un profesor para entender su nueva condición. La película explora el potencial sin límites del cerebro humano y compara la inteligencia humana con la de otros animales como los delfines.