Roma, 2014. Pietro Zinni, investigador neurobiólogo de la Universidad La Sapienza, acaba de desarrollar un revolucionario algoritmo para la modelización teórica de moléculas orgánicas. Talentoso en su campo, brillante y muy apreciado, Pietro encarna, sin embargo, el estereotipo del joven profesor precario e inédito, como muchos otros de su generación: él, de hecho, había elegido el camino de la investigación científica siguiendo el impulso optimista de principios de los años 2000, que luego chocó con la recesión económica de 2007. Desde entonces, la universidad ha intentado recortar el gasto, destinando cada vez menos fondos a la investigación, lo que ha provocado en muchos casos la llamada "fuga de cerebros". Los que se quedaron, como Pietro, aceptaron trabajar por un sueldo miserable con la esperanza de conseguir un puesto permanente, o más sencillamente, fueron despedidos por la Universidad, que ya no podía financiar sus proyectos. También para Pietro ha llegado desgraciadamente ese día: durante la presentación de sus resultados a la comisión de financiación, debido a la falta de preparación y a la despreocupación mostrada por el profesor Seta, el decano de la universidad que supervisa el trabajo de los investigadores pero que no cree realmente en sus estudios y parece sólo interesado en acaparar fondos del ministerio siguiendo una lógica más política que científica, los profesores de la comisión no parecen entender la importancia de la investigación de Pietro y deciden no renovar su beca de investigación. Después de prometerle sin tapujos que hará "todo lo posible" para recuperar la financiación, Seta le despide.

De vuelta a casa, Pietro no tiene el valor de contarle la verdad a Giulia, su pareja con la que vive. Pero por otro lado, tras pasar la noche en una discoteca por culpa de uno de sus alumnos que le debía dinero por las clases particulares, se le ocurre una idea para salvarse del paro: utilizar sus conocimientos científicos para crear un nuevo fármaco, explotando una molécula aún no catalogada como estupefaciente por el Ministerio de Sanidad. Para ello, decide recurrir a antiguos investigadores universitarios (becarios de investigación y profesores contratados) como él que, debido a la financiación y a los recortes de puestos de trabajo, se ven ahora obligados a realizar trabajos inadecuados para sus cualificaciones con salarios de miseria.

De hecho, el equipo está compuesto por: Mattia y Giorgio, dos latinistas que trabajan como dependientes en una gasolinera; Alberto, un químico que trabaja como lavaplatos en un restaurante chino; Bartolomeo, un economista que vive entre gitanos y trata de aplicar sus conocimientos de cálculo matemático al póquer para ganarse la vida; Arturo, un arqueólogo clásico que trabaja para la universidad, explotado y mal pagado, cuyo trabajo práctico consiste en supervisar las excavaciones de las obras de la ciudad para descubrir algunos artefactos romanos antiguos; y Andrea, un antropólogo de cierto renombre que ahora busca empleo en una chatarrería haciéndose pasar por un matón de Ciociaria.

Gracias a las habilidades de unos y otros, la banda consigue producir una droga extremadamente eficaz y venderla en las discotecas: Pietro y Alberto fabrican las pastillas utilizando el laboratorio de la Universidad de forma clandestina, Andrea vende la droga en las discotecas gracias a sus técnicas de suplantación antropológica, ayudado por Mattia y Giorgio, Bartolomeo gestiona la caja y consigue clientes, mientras que Arturo conduce la furgoneta (que lleva el rótulo de la sociedad arqueológica y, por lo tanto, es insospechada por la policía) para transportar la droga hasta donde se necesite. Sin embargo, una noche, Alberto, que quiere probar los efectos clínicos de las drogas en las personas, decide tomar una píldora y consigue tener confianza con una chica por primera vez. El dinero no tarda en llegar y la riqueza empieza a subirse a la cabeza de todos, especialmente de Mattia y Giorgio (que viven en un hotel de lujo dando fiestas casi a diario) y de Alberto, que inicia una relación con una prostituta rusa y ahora es adicto a la droga que él mismo produce. Sin embargo, el éxito de la nueva e increíble droga inteligente también ha atraído la atención no sólo de la policía, sino también del hombre que dirige el mercado de la droga en Roma, el jefe del hampa "Murena", entre otras cosas porque mientras tanto a Pietro y a su gente se les ha ofrecido la oportunidad de entrar en el círculo de las fiestas privadas de alto nivel, donde circulan grandes cantidades de dinero sucio.

Mientras tanto, Giulia, cada vez más sospechosa del repentino cambio de estilo de vida de Pietro, encuentra una gran suma de dinero escondida en la casa. Al verse acorralado, Pietro se ve obligado a confesar que se vio "forzado" a empezar a traficar porque no había recibido la renovación de su contrato en la universidad. Giulia, cuyo trabajo incluye la rehabilitación de ex drogadictos, se indigna y le echa de casa, no sin antes decirle que está embarazada. En un intento desesperado por arreglar las cosas con Giulia, Pietro la invita a cenar reservando un restaurante entero, el club nocturno de Murena.

Pero el propio Murena se presenta en la cena: es una persona tranquila pero amenazante, y está marcado por una gran cicatriz de quemadura que le cubre la mitad de la cara. Para hacer entender a Pietro que no está bromeando y que el mercado de la droga está sólo en sus manos, le propone un intercambio: pedirá 10 kilos de esta nueva y famosa droga en el mercado y a cambio liberará a Giulia, a quien ha tomado como rehén mientras tanto. Pietro, presa del pánico, recibe esa misma noche una llamada de Alberto en la que le comunica que ha tenido un accidente con su nuevo coupé: el problema es que la policía ha encontrado medio kilo de droga en su coche. Queda en libertad bajo fianza, pero la policía no lo pierde de vista y, sobre todo, la banda de Pietro debe cumplir su acuerdo con Murena.

Por ello, Pietro convence a la banda para que asalte una farmacia, única forma de conseguir los ingredientes necesarios para preparar 10 kg de droga sintética para el día siguiente. Grotescamente armados con armas del siglo XIX robadas de los almacenes a los que tiene acceso Arturo, los ex investigadores irrumpen en el local, pero el farmacéutico reconoce al profesor Pietro Zinni (con el que había hecho un examen cuatro meses antes): presa del pánico, Mattia dispara un tiro de escopeta que alcanza al joven farmacéutico de refilón. Desesperado, Pietro le da al farmacéutico un brebaje de sustancias que deberían aturdirlo hasta el punto de borrarle la memoria.

El encuentro con Murena, para salvar a Giulia, se organiza en la boda de Bartolomeo con su prometida de etnia sinti: el lugar, un tugurio lleno de gitanos armados hasta los dientes, no es casualidad, ya que es el único sitio donde vive gente más peligrosa que el jefe. Al reunirse con los sintis armados y leales a Bartolomeo, Murena aprovecha la ausencia momentánea de sus secuaces para hacer un sincero elogio de la alta calidad de la droga inteligente a Pietro, a quien considera casi su igual. De hecho, resulta que Murena, a pesar de las apariencias, había sido una vez como Pietro: un ingeniero naval especializado en dinámica de fluidos que, debido a la recesión, había sido expulsado de la universidad y había tenido que cambiar de trabajo. Pietro le da los medicamentos prometidos, sólo que, debido al fallido robo de la farmacia, son pastillas de azúcar. Para probarlas, Murena pide champán, en el que disuelve una píldora de prueba; pero el champán que le sirven ya contiene la droga (la única píldora que queda para el grupo).

El jefe engañado devuelve a Giulia. Entonces se descubre que Pietro había hecho un trato con la policía: entregaría a Murena y a cambio sus compañeros de universidad tendrían inmunidad por los crímenes, excepto él, que se entregaría. Al no poder asegurarse de que el jefe se encuentre con la droga, Pietro se encarga de que los demás miembros de la banda escondan al farmacéutico, herido e inconsciente, en el maletero del coche de Murena durante el intercambio, por lo que éste es detenido por secuestro.

Un año más tarde, Pietro, en la cárcel, intenta enseñar los primeros rudimentos de la química a los reclusos interesados en obtener un diploma; su mujer va a verle con su hijo y le dice que Pietro "corre el riesgo" de ser liberado por buen comportamiento, perdiendo así el sueldo de profesor de la cárcel. Sin embargo, Pietro tranquiliza a Giulia y le revela que tiene un plan para alargar un poco más su condena: una falsa pelea en el comedor.