Lucy es una raza especial de humanos conocida como «Diclonius», nacida con un par de cuernos cortos y manos invisibles telequinéticas que la convierten en víctima de los inhumanos experimentos científicos del gobierno.
Sin embargo, cuando las circunstancias le brindan la oportunidad de escapar, Lucy, corrompida por el confinamiento y la tortura, desata un torrente de sangre mientras escapa de sus captores. Durante su huida, recibe una herida incapacitante en la cabeza que la deja con una doble personalidad: alguien con la mentalidad de una niña inofensiva que posee una capacidad de habla limitada. En este estado de inestabilidad, tropieza con dos estudiantes universitarios, Kouta y su prima Yuka, que sin saberlo se hacen cargo de la fugitiva herida, sin ser conscientes de sus tendencias asesinas. Este acto de bondad cambiará sus vidas, ya que pronto se verán arrastrados al oscuro mundo del secretismo y la conspiración del gobierno.