Eddie Morra es un autor en apuros en la ciudad de Nueva York. Su novia Lindy, frustrada por su falta de progreso (así como por su aparente falta de ambición, motivación y concentración), rompe con él. Eddie se encuentra con Vernon, el hermano de su ex esposa Melissa, que le da una muestra de un nuevo nootrópico llamado NZT-48, que Vernon da a entender que ayudará a Eddie con sus "problemas creativos". Al tomar la droga, Eddie descubre que ha adquirido una memoria perfecta y es capaz de analizar detalles e información minúscula a una velocidad increíble. Mientras la píldora hace efecto, la mujer de su casero le grita. Con su nuevo poder, la calma, la ayuda con sus deberes de la facultad de Derecho y se acuesta con ella. Sus habilidades le obligan a ordenar su apartamento y le dan una inmensa inspiración para su libro.

Poco después, Vernon es asesinado por alguien que busca la droga. Eddie localiza el suministro de Vernon y toma dosis cada vez mayores. A medida que su vida mejora, decide comenzar a invertir en el mercado de valores. Es contratado en una empresa de corretaje y reanuda su relación con Lindy. Su éxito le lleva a reunirse con el magnate de las finanzas Carl Van Loon, que le pone a prueba al pedirle consejo sobre una fusión con la empresa de Hank Atwood. Tras la reunión, Eddie experimenta una pérdida de memoria de 18 horas, a la que se refiere como un "salto en el tiempo". Al día siguiente, en una reunión con Van Loon, Eddie ve en las noticias que una mujer ha sido asesinada en su habitación de hotel. Eddie la reconoce como la mujer con la que se acostó durante su salto temporal y abandona abruptamente la reunión.

Eddie se da cuenta de que todos los que toman el NZT-48 están hospitalizados o muertos. Se revela que un hombre con gabardina le ha estado siguiendo. Lindy le dice a Eddie que no puede estar con él mientras esté tomando la droga. Eddie experimenta con el NZT-48 y aprende a controlar la dosis, el horario de sueño y la ingesta de alimentos para evitar los efectos secundarios. Contrata a un laboratorio para intentar aplicar la ingeniería inversa a la droga, a un abogado para evitar que la policía investigue la muerte de Vernon o de la mujer, y a dos guardaespaldas para que le protejan de Gennady, un prestamista, que le amenaza para obtener más NZT-48.

El día de la fusión, Atwood cae en coma. Eddie reconoce al chófer de Atwood como el hombre de la gabardina y se da cuenta de que Atwood está drogado con NZT-48. Mientras Eddie participa en una rueda de reconocimiento de la policía, su abogado le roba el suministro de pastillas del bolsillo de su chaqueta. Eddie entra en abstinencia y, mientras Van Loon le interroga sobre el coma de Atwood, recibe un paquete que contiene las manos cortadas de sus guardaespaldas. Se apresura a llegar a su casa y se encierra en ella, antes de que Gennady irrumpa en el apartamento de Eddie, exigiendo más NZT-48. Gennady hace alarde de sus habilidades mientras se inyecta NZT-48, explicando que, al inyectarlo directamente en el torrente sanguíneo, los efectos duran más y los síntomas de abstinencia son menores. Mientras Gennady amenaza con destriparle, Eddie coge su propio cuchillo y mata a Gennady. A continuación, Eddie consume la sangre de Gennady para ingerir el NZT-48 en la sangre. Esto le da a Eddie las habilidades mentales de la droga una vez más, y es capaz de matar a los secuaces restantes. A continuación, se reúne con el hombre de la gabardina, suponiendo que Atwood lo empleó para localizar más NZT-48. Una vez que Atwood muere, los dos recuperan el alijo de Eddie en el apartamento de su abogado.

Un año después, Eddie ha conservado su riqueza, ha publicado un libro y se presenta como candidato al Senado de los Estados Unidos. Van Loon le visita y le revela que ha absorbido la empresa que producía el NZT-48 y que ha cerrado el laboratorio de Eddie, y ambos reconocen que es probable que Eddie llegue a ser presidente de los Estados Unidos algún día, por lo que Van Loon le ofrece a Eddie un suministro continuo de la droga a cambio de que le ayude en sus ambiciones. Eddie le dice a Van Loon que ya ha perfeccionado la droga y se ha despojado de ella, conservando sus habilidades sin efectos secundarios.

Eddie va a comer con Lindy. Después de hablar en chino con el camarero, Lindy mira a Eddie, preguntándose si realmente ha dejado el NZT. Él mira a Lindy y dice "¿Qué?".