Lucy adalah jenis khusus manusia yang disebut “Diclonius,” yang lahir dengan sepasang tanduk pendek dan tangan telekinetik tak terlihat yang menjadikannya sebagai korban eksperimen ilmiah yang tidak manusiawi oleh pemerintah. Namun, begitu keadaan memberinya kesempatan untuk melarikan diri, Lucy, dirusak oleh kurungan dan penyiksaan, melepaskan semburan pertumpahan darah saat ia melarikan diri dari para penculiknya.
Selama pelariannya, dia menerima cedera kepala yang melumpuhkan yang membuatnya memiliki kepribadian ganda: seseorang dengan mentalitas seorang anak yang tidak berbahaya memiliki kemampuan bicara yang terbatas. Dalam keadaan ketidakstabilan ini, dia tersandung pada dua mahasiswa, Kouta dan sepupunya Yuka, yang tanpa sadar mengambil buronan yang terluka dalam perawatan mereka, tidak menyadari kecenderungan pembunuhannya. Tindakan kebaikan ini akan mengubah hidup mereka, karena mereka segera terseret ke dalam dunia rahasia kerahasiaan dan konspirasi pemerintah.