美国女孩露西本是个平凡人，却意外成为毒品运送者。在一次交易中，装有新型毒品 CPH4 的袋子破裂，毒品渗入她体内，她的身体机能开始发生惊人变化。随着 CPH4 在体内扩散，露西大脑开发率不断提升，从最初的 20%逐渐攀升，她获得了心灵感应、控制他人思想、瞬间移动等超能力。为了弄清楚自己身体的变化以及背后的真相，露西开始与时间赛跑。她联系了脑科学教授塞缪尔，希望从他那里得到帮助和解答。在这个过程中，露西利用自己不断增强的能力对抗各路势力，最终当大脑开发到 100%时，她以一种超越人类理解的方式消失，只留下一部存有她全部知识的手机。