Es beginnt damit, dass Lucy, eine Diclonius, sich aus ihrer Gefangenschaft befreit. Ein Diclonius ist ein mutierter Mensch, der zwei kleine Hörner auf dem Kopf hat und zusätzliche Arme, die Vektoren. Vektoren sind so eine Art telekinetische Arme die alles durchtrennen können, die Anzahl, Stärke und Länge variiert dabei von Diclonius zu Diclonius. Auch sind die Diclonii unfruchtbar. Bei ihrer Flucht richtet Lucy ein Blutbad an und kann aus dem Forschungszentrum fliehen. Das Forschungszentrum ist eine Einrichtung auf einer Insel, wo drei Diclonii gefangen gehalten werden. Alle anderen Diclonii, die geboren werden, werden auf der Stelle getötet. Die Gefangenen werden grausamen Tests unterzogen, um ihre Fähigkeiten zu erforschen.
Bei der Flucht wird Lucy von einem Scharfschützen am Kopf gestreift und fällt von einer Klippe ins Wasser.

Am nächsten Tag treffen sich Kohta und Yuka, zwei Studenten, die seit ihrer Kindheit sehr gut befreundet sind und sich lange nicht mehr gesehen haben. Sie gehen zusammen zum Strand, so wie sie es damals immer gemacht haben. Sie finden dort Lucy. Durch den Streifschuss an ihrem Kopf erlitt Lucy eine Persönlichkeitsspaltung und kann nicht mehr sprechen und weist ein kindliches Verhalten auf. Sie sagt nur noch "Nyu" und deshalb nennen Kohta und Yuka Lucy "Nyu".

Sie nehmen Nyu (Lucy) mit zu Kohta nach Hause. Im Forschungslabor wird Lucy als extrem gefährlich eingestuft und ein Sonderkommando wird beauftragt Lucy zu töten. Das geht aber schief, da Nyu bei Gefahr wieder zu Lucy wird. Doch jedes Mal, wenn Lucy sich ein Bisschen an ihre Vergangenheit erinnert, wird sie wieder zur unschuldigen Nyu, die ihre Kräfte nicht einsetzen kann. So beginnt eine Geschichte voller Blut, Drama, Geheimnissen und ab und zu erotischen Missverständnissen