לוסי, סטודנטית אמריקאית המתגוררת בטיוואן, נקלעת לעסקה אפלה בעל כורחה. תקלה בעסקה מאפשרת לה להפוך את הקערה על שוביה, והיא הופכת ללוחמת חסרת רחמים, בעלת יכולות מעבר להיגיון האנושי, באמצעותן היא מתקדמת בצעדי ענק למימוש 100% מיכולות המוח שלה. לוסי חוברת לדר' סמואל נורמן, מומחה בתחום חקר המח, אשר מאחוריו עשרות שנים של מחקר בלתי פתור בהן הוא בוחן את האפשרות - מה האדם יוכל להגשים במידה וישתמש בכל יכולות המח האנושי. דר' נורמן הוא האדם היחיד אשר יכול לעזור ללוסי להבין לאן כל זה הולך.