La película sigue a Lucy, una mujer que es forzada a entregar una droga en su estómago por mafiosos. A medida que la droga se libera en su sistema, Lucy gana capacidades mentales sobrehumanas. Usa sus nuevos poderes para escapar y buscar respuestas sobre el origen del universo. Al final, alcanza un 100% de capacidad cerebral y se convierte en una supercomputadora omnisciente.