被恶德男友强迫帮人送货的年青女子露西(斯嘉丽·约翰逊 Scarlett Johansson 饰),遭遇了穷凶恶极的黑帮头目张先生(崔岷植 饰)一伙。她连同三个男人被张先生在腹部缝入了代号为CPH4的奥秘药品,以此将药品偷偷带入不同国家。在台北盘桓期间,露西遭到恶男暴打,致使药品破裂进入血液之中。谁知令人难以置信的工作就此产生,药品激发了露西大脑的潜力,令人脑中约90%的神经元相继复苏。伴随着身体的飞快进化,露西把握了越来越多人们所谓的超能力。她清楚地了解到CPH4所拥有的强壮威力,所以想方设法要阻挠其他三袋药品落入张先生一伙手中。 期间她企图与大脑研讨方面的资深教授塞缪尔·诺曼(摩根·弗里曼 Morgan Freeman 饰)取得联系,在后者的见证下,露西将迎来大脑100%复苏的历史性时间……