被恶德男友强迫帮人送货的年轻女子露西(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的神秘药品,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,以致药品破裂进入血液之中。谁知令人难以置信的事情就此发生,药品激发了露西大脑的潜力,令人脑中约90%的神经元相继苏醒。伴随着身体的飞快进化,露西掌握了越来越多人们所谓的超能力。她清楚地了解到CPH4所拥有的强大威力,于是想方设法要阻止其他三袋药品落入张先生一伙手中。
期间她试图与大脑研究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%苏醒的历史性时刻……
故事背景设定在一个虚构的近未来社会,居民的婚恋受到严格控制管理。根据规定,单身者要被集中移送到一个酒店里,他们必须要在45天之内找到一个匹配的伴侣,失败者会被转化为一种自选的动物,并被流放到森林中。为了延长45天的期限,酒店里的单身者们还会到森林里狩猎其他逃亡的单身者。
本片的主人公大卫(柯林·法瑞尔 Colin Farrell 饰)与一批单身者一同被送到酒店,他忍受着这里的各种严苛规定,同时也积极在酒店提供的各式各样的相亲场合中寻找伴侣。眼看期限将至,大卫还没有找到合适的伴侣。尝试和一个女人配对失败后,他逃到了酒店外面的森林,逃亡的单身者居住的地方。然而,在这个单身者反抗酒店制度的栖息地里,又有着另一套截然不同的制度……