25 år gamle Lucy fra USA, som lever og studerer i Taiwan, tvinges til å utføre en jobb for en narkotikaliga. Oppdraget går galt, og hun tas til fange mens de farlige stoffene hun smugler i magen lekker ut i kroppen. Men i stedet for å dø av en overdose, forvandles Lucy til en drapsmaskin - en nådeløs kriger som er i stand til å utnytte 100 prosent av sin hjernekapasitet og utvikle seg langt utover menneskelig forstand.