Lucy, uma jovem forçada pelo seu namorado criminoso a fazer entregas, encontra-se com o sinistro chefe da máfia, Sr. Jang. Ela e três outros homens são usados como contrabandistas quando Jang lhes cose no abdómen um misterioso produto químico chamado CPH4 para o transportar secretamente entre países. Durante a sua estadia em Taipei, Lucy é agredida, o que provoca a rutura da embalação dentro do seu corpo, libertando a droga na sua corrente sanguínea. Isto desencadeia uma transformação incrível, ativando cerca de 90% dos seus neurónios cerebrais. À medida que o seu corpo evolui rapidamente, Lucy adquire capacidades sobre-humanas. Consciente do imenso poder do CPH4, ela tenta impedir que as outras três doses caiam nas mãos de Jang e dos seus comparsas.