Partant du postulat que l’être humain n’utilise que 10 % des capacités de son cerveau, le film décrit ce qui arrive à une jeune étudiante de 25 ans, Lucy, qui accepte de livrer une valise pour un ami. Mais elle est arrêtée par les hommes de Jang, un trafiquant coréen, qui vend une nouvelle drogue, le CPH4. Ils assomment la jeune femme et insèrent un sachet de drogue dans son ventre, pour faire d’elle une « mule ». Quand un de ses gardiens l’agresse, le sachet craque et la drogue se répand dans son corps. Elle acquiert alors d’incroyables pouvoirs.