Lucy es una joven que está escapando de unas instalaciones de investigación. Con tan solo un casco ocultando su rostro, consigue salir del recinto tras asesinar a varios guardias utilizando algo que podría catalogarse como  poderes sobrenaturales. Lucy no es una humana normal, es una diclonius. Los diclonius son mutaciones de los humanos que pueden reconocerse fácilmente al tener dos pequeños cuernos en la cabeza. Esta raza posee poderes telequinéticos y un fuerte instinto asesino contra los humanos.

Lucy consigue escapar y aparece en una playa. Allí, la encuentran Kouta y Yuka, dos jóvenes que, ignorando lo que es, deciden ayudarla. Sin embargo, Lucy ha recibido un disparo en la cabeza y ha desarrollado una doble personalidad: por un lado es Lucy la asesina y por otro es una joven dócil, inofensiva que solo sabe decir Nyu. Sin saber qué hacer con ella, se la llevan a una posada parar curarla ignorando que el responsable de los laboratorios de investigación va tras Lucy para acabar con ella.