Aspirant-auteur Eddie Morra (Bradley Cooper) lijdt aan een chronisch gebrek aan inspiratie. Wanneer een oude vriend hem NZT geeft, een experimenteel geneesmiddel, krijgt Eddie plots toegang tot zijn volledige hersencapaciteit.
Onder invloed van NZT kan hij zich alles herinneren wat hij ooit heeft gelezen, gezien of gehoord. Hij leert moeiteloos nieuwe talen, doorgrondt complexe berekeningen en ontwikkelt zich razendsnel tot een briljant strateeg, zolang hij het middel blijft innemen.
Het succes laat niet lang op zich wachten. Eddie vergaart rijkdom en invloed, en trekt de aandacht van zakenmagnaat Carl van Loon (Robert De Niro), die hem inschakelt voor de grootste fusie in de geschiedenis.
Maar zijn spectaculaire opmars heeft een donkere keerzijde: gevaarlijke figuren raken geïnteresseerd in NZT, en Eddie ontdekt dat zijn nieuwe genialiteit een dodelijke prijs kan hebben.
