La película cuenta la historia de Lucy, una joven estadounidense que es obligada a hacerse pasar como una "mula" para transportar una droga experimental coreana. Tras ser golpeada, la droga se libera en su cuerpo y le otorga habilidades sobrehumanas a medida que aumenta su uso del cerebro. Lucy busca recuperar más dosis de la droga para alcanzar el 100% de su capacidad cerebral y descubrir los límites de la mente humana con la ayuda de un científico.