Phim Bộ Não Siêu Việt thuyết minh trong phim, nữ diễn viên Scarlett Johansson vào vai Lucy, một cô gái hoàn toàn bình thường. Sau một đêm tiệc tùng, cô tỉnh dậy và phát hiện ra mình rơi vào tay một bọn bắt cóc bí ẩn. Kinh hoàng hơn, đó là một tổ chức đen tối đang âm mưu vận chuyển một chất thuốc kì lạ và dự tính biến Lucy thành một kiện hàng sống bằng cách giấu thứ thuốc đó trong cơ thể cô. Nhưng điều mà bọn chúng không ngờ tới là trong khi bị đánh đập hành hạ, bọc thuốc bị vỡ và chất thuốc ngấm vào cơ thể Lucy.

Nó biến cô thành một dạng siêu nhân, với khả năng vận động hơn người để thoát khỏi vòng vây bọn bắt cóc, và quan trọng nhất chính là giờ đây cô có thể sử dụng hết 100% công năng của não bộ. Do đó Lucy có thể làm được những việc vượt xa trí tưởng tượng của con người, như học một ngôn ngữ mới trong khoảng thời gian ngắn, hay dịch chuyển mọi thứ bằng ý nghĩ.