露西（史嘉蕾喬韓森 飾）是一個25歲的美國女子，住在臺北，被迫幫韓國黑幫老大運毒，她的身體被當成運毒容器，無意間吸收了寶貴的合成藥物CPH4，致使獲得越來越強大的和增強的生理和心理能力，心電感應，隔空取物，心理時間旅行，而她可以選擇不感到疼痛或其他不適。露西前往附近的醫院得到的從她的腹部取出毒品的袋子。袋子被成功取出，通過藥物的揮發性質的操作醫生，傳感她成長的身心能力，後來露西返回張成澤的酒店，襲擊了他和他的保鏢，和傳心術提取從他的腦海三種藥物騾子的位置。

在她的公寓，露西開始研究她的病情和聯繫一家知名的科學家和醫生，塞繆爾·諾曼教授（摩根費里曼 飾），他的研究可能是為了挽救她的關鍵。之後露西提供她開發能力的證明，她飛往巴黎，需要當地的警察隊長，皮埃爾·里奧幫助，在飛機上，她的細胞開始瓦解，而無需耗費更多的CPH4。她的力量不斷壯大，讓她能夠心靈感應癱瘓武警和成員來自韓國的販毒團，並趕緊找諾曼教授，與她同意分享一切，她現在才知道，之後生活的主要重點是傳授知識。