Terwijl Lucy op een operatietafel in een ziekenhuis in Taiwan zonder verdoving wordt opengesneden, voert ze een emotioneel gesprek met haar moeder. Lucy voelt alles en weet alles wat ze de kwart eeuw die ze leeft heeft meegemaakt. Hoe de Siamese kat met de blauwe ogen en de gebroken staart aanvoelde toen Lucy een jaar oud was. Ze voelt de duizenden kusjes van haar moeder op haar voorhoofd, hoe het bloed door haar aderen stroomt en de draaiing van de aarde. Binnen een dag is Lucy uitgegroeid van een wat paniekerige toerist tot een alwetende moordmachine. Normale mensen gebruiken slechts een fractie van hun hersencapaciteit. Lucy is door toedoen van een Koreaanse drugsbende op weg naar de volle honderd procent.
Luc Besson maakt zich als gebruikelijk enorm veel illusies, subtiel is een woord dat niet in zijn vocabulaire voorkomt. In het geval van Lucy heeft de filmmaker de pretenties te kunnen aanhaken bij de thematiek van 2001: A Space Oddysey en The Tree of Life. Terwijl duizenden kilometers verderop Lucy kennis maakt met haar nieuwe krachten, houdt een wetenschapper gespeeld door Morgan Freeman een boeiend college over de theoretische mogelijkheden van de mens als hij toch eens wat meer zijn harses zou gebruiken. Besson wisselt het betoog af met snelle beeldenflarden van dieren in het wild, geografische fenomenen, de moderne techniek, de prehistorie en alles wat er rondtolt in het universum. Terwijl Lucy zich los probeert te wrikken van een stel ontvoerders zien we beelden van beesten die net als de blonde hoofdpersoon vanuit puur instinct handelen.
Naarmate Lucy richting haar volledige neurale capaciteit klimt wordt het verhaal dat Besson ons wil vertellen steeds ongeloofwaardiger. De openingsscène, waarin Lucy wordt geslachtofferd aan de Koreanen is nog retespannend. Ze is erin geluisd door een vriendje dat ze nog geen week geleden in Taipei heeft opgescharreld. Het is duidelijk dat de Aziaten niet van plan zijn een rustig potje mahjong met haar te spelen. Lucy wordt uiteindelijk ingezet als drugskoerier en de smokkelwaar wordt in haar lijf geïmplanteerd. Als ze eenmaal zelf in aanraking is gekomen met het synthetische goedje dat ze moet vervoeren mogen alle remmen los. Besson houdt de score van Lucys hersenactiviteit bij in procenten die het beeld opgeknald worden. De dame wordt oppermachtig en eigenlijk is er niets of niemand die haar nog kan tegenhouden. Het vormt voor Besson de ideale uitweg uit vele benarde situaties.
De krachten van Lucy zijn dus tegelijkertijd ook een enorm zwaktebod, omdat praktisch alles er mee mogelijk is. Wat Lucy er nu weer voor speciale vaardigheden bij krijgt is telkens nog wel een verrassing, maar het weet niet te verbloemen dat Besson het zich er regelmatig te gemakkelijk vanaf maakt. Dit komt met name pijnlijk naar voren in de veel te vage finale, waarin Besson verzandt in nauwelijks te volgen gewauwel.
Hoofdrolspeelster Scarlett Johansson heeft zichtbaar lol in haar transformatie van een enigszins wereldvreemd meisje naar een femme fatale die over lijken gaat. Toch komt ze meer tot haar recht in haar rol van Black Widow in de Marvel-films, omdat die actierol zelfs in de bescheiden schermtijd die ze tot nu toe heeft gehad, meer facetten kent. Johansson wordt aangenaam gecomplementeerd door Morgan Freeman. Overigens zijn er op deze twee en wat Aziatische schurken na weinig rollen die echt zijn uitgewerkt. Alles draait om de interactie tussen Lucy en de wetenschapper, waardoor de rest er maar een beetje bijhangt.
Lucy is een mix van aardige actiesequenties, over de top onwaarschijnlijkheden, gepaste humor en een plot dat op ramkoers ligt maar waar gezien de thematiek teleurstellend weinig intelligents aan te beleven valt. Hoe meer Lucy haar brein gaat gebruiken, hoe harder Besson er aan moet trekken om de aandacht vast te houden. De anderhalf uur speelduur is dan ook lang zat.