Lucy (Scarlett Johansson) is een jonge vrouw die op vreselijke wijze gedwongen wordt om drugs te smokkelen. Per ongeluk komt zij in aanraking met de drugs, die haar op een mysterieuze manier bovenmenselijke krachten geven. Ze kan kennis direct absorberen, is in staat om objecten met haar geest te verplaatsen en ze kan geen pijn of leed voelen. Ze trekt vervolgens ten strijde tegen de onverlaten die haar te grazen namen.

In de 28ste eeuw zijn speciale agenten Valerian en Laureline een team dat de orde in de menselijke gebieden handhaaft. In opdracht van de minister van Defensie gaan de twee op missie naar de wonderbaarlijke stad Alpha – een bloeiende metropool waar inwoners uit alle hoeken van het universum al eeuwen samenkomen.

De Russische Anna is werkzaam als verkoopster. Tot ze internationaal doorbreekt en het helemaal maakt als mode-icoon. Achter haar mooie uiterlijk huist evenwel een duister geheim als ze een dubbelleven leidt als huurmoordenaar.