La película trata sobre Lucy, a quien le encargan entregar un maletín con una sustancia química azul a unos chinos. Después de que su amigo es asesinado y ella es golpeada, la sustancia se libera en su cuerpo y aumenta drásticamente su capacidad cerebral. Lucy desarrolla habilidades sobrehumanas como percepción aumentada y control del dolor. Busca recuperar las otras bolsas de la sustancia para continuar evolucionando su mente hasta alcanzar el 100% de su capacidad cerebral y comprender el universo