La película cuenta la historia de Lucy, una joven estadounidense que es retenida por mafiosos coreanos para transportar una droga experimental en su abdomen. Al romperse la bolsa con droga en su interior, ésta se expande por todo su cuerpo, permitiéndole acceder a más del 40% de su capacidad cerebral y dotándola de habilidades sobrehumanas. Lucy decide usar sus nuevas capacidades para detener a los mafiosos y averiguar los límites del potencial humano.