Lucy (Johansson) ia apenas cumprir um favor forçado a um amigo quando se vê envolvida num negócio de tráfico de droga. Retida contra a sua vontade, a droga que transporta espalha-se no seu organismo fazendo-a atravessar por rápidas mutações que a transformam no único ser no mundo capaz de utilizar uma cada vez maior percentagem do seu cérebro e, como tal, controlar tudo o que a rodeia.
Capaz de uma constante mutação, Lucy pretende agora vingar-se daqueles que a mantiveram cativa ao mesmo tempo que com a ajuda do Prof. Norman (Freeman) partilha os seus conhecimentos para o bem da ciência e supostamente da Humanidade.