Edward Morra-Eddie (Bradley Cooper) adalah seorang penulis payah, tampilan dan hidupnya berantakan tak terurus sehingga pacarnya, Lindy (Abbie Cornish) meninggalkannya. Kemudian tanpa sengaja dia bertemu dengan mantan iparnya, Vernon, iparnya itu mengajak Eddie minum dan mengobrol. Ketika iparnya menanyakan perkembangan buku yang ditulisnya, Eddie mengatakan bahwa belum ada satu kata pun yang dia tulis. Lalu Vernon menawarkan sesuatu, belum sempat barang yang ditawarkan itu diperlihatkan, Eddie menolaknya dan mengira iparnya itu masih menjadi pengedar.
Vernon pun menjelaskan bahwa ia sekarang sudah insyaf dan sekarang bekerja melakukan konsultasi untuk sebuah perusahaan farmasi. Dan barang yang ia tawarkan tersebut adalah sebuah produk ekslusif yang akan beredar tahun depan, telah teruji secara klinis dan disetujui oleh FDA. Eddie pun akhirnya penasaran dan ingin melihatnya, dan ia menanyakan tentang pil itu. Vernon pun menjelaskan cara kerja pil tersebut, dapat mengidentifikasi reseptor di otak yang memicu dengan cara tertentu. Katanya kita hanya dapat memanfaatkan 20% dari kapasitas otak. Dan dengan pil tersebut memungkinkan mengakses semua kapasitas otak. Eddie ragu, dia khawatir hidupnya tidak bisa berubah menjadi lebih baik dengan meminum pil tersebut. Vernon tak punya waktu untuk berbincang lebih lama lagi dengan Eddie, dia pun memberikan pil itu secara cuma cuma pada Eddie, dan menyuruh Eddie untuk menghubunginya bila ia menginginkan pil itu lagi.
Awalnya Eddie tak ingin meminum pil itu, namun sesampainya di depan pintu gerbang apartemennya dia nekat meminumnya juga. Tak lama efek obat itu sudah terasa, Eddie mulai teliti memperhatikan hal hal kecil, mengingat kejadian masa lalu yang tak begitu penting, mengerjakan makalah untuk istri muda pemilik apartemen yang kuliah hukum dalam waktu 45 menit, membereskan apartemennya yang seperti tempat sampah, dan tentu saja dia juga bisa menyelesaikan buku yang ditulisnya. Keesokan paginya, saat ia terbangun, ia melakukan sedikit penjajagan ke dalam otaknya, dan ternyata tidak ada tanda tanda kecemerlangan. Untungnya tulisannya sudah selesai, jadi dia menyerahkan tulisan tersebut pada penerbit.Sadar betapa hebatnya efek pil tersebut Eddie pun pergi menemui Vernon untuk mendapatkan pil lagi. Saat ditemui Eddie wajah Vernon babak belur, namun Vernon tak memberitahu Eddie apa masalahnya, malah Eddie disuruh mengambilkan jas Vernon di laundry. Namun saat Eddie kembali ke apartemen Vernon tempatnya sudah berantakan dan Vernon sudah terbunuh. Eddie sangat terkejut dan ketakutan dia mulai mengerti penyebab kematian Vernon dan dirinya pun mulai dalam bahaya, dia menelpon 911, sambil menunggu bantuan datang terpikir oleh Eddie untuk mencari pil tersebut yang bernama NZT-48, dan beruntung dia menemukannya tepat saat polisi di depan pintu. Untuk beberapa saat Eddie diinterogasi di kantor polisi. Dalam perjalanan pulang dari kantor polisi Eddie merasa beberapa orang membuntutinya. Sesampai di apartemennya, dia meminum lagi pil tersebut kemudian pergi jalan jalan, benar benar hebat, dia merapikan diri dan membeli pakaian yang pantas.
Hidup Eddie berubah 180 derajat dengan meminum pil itu satu butir sehari, semua yang pernah ia baca, yang ia dengar, sekarang terlihat terorganisir, semua ketakutannya, sifat pemalunya,,, hilang. Kemudian ia mulai membentuk sebuah gagasan. Tiba tiba, ia tahu persis apa yang harus dilakukannya. Itu bukan menulis, tidak ada buku. Jauh lebih besar dari itu, dan perlu uang untuk meraihnya. Dia pun mulai masuk pasar saham, tentu saja dengan bantuan NZT. Dengan uang 800 dollar yang ia ambil dari apartemen Vernon, ia mendapat 2000 dollar perhari. Dia merasa perlu lebih banyak modal lagi, namun tak mungkin ia meminjam pada bank jadi ia meminjam uang sebesar 100.000 dollar pada seorang rentenir. Berita tentang keberhasilannya 
menyebar luas, sehinnga seseorang bernama Carl Van Loon (Robert De Niro) ingin menemuinya. Dan hubungannya dengan sang mantan pun membaik. Dan setelah Eddie bertemu dan berbincang dengan Van Loon, Van Loon terkesan oleh Eddie dan ingin bertemu lagi untuk berbicara lebih serius lagi serta menginginkan Eddie bekerja bersamanya.Suatu waktu, Melissa, mantan istrinya menelpon Eddie, dia menanyakan apakah Vernon telah memberi sesuatu, karena itu berbahaya kata Melissa. Eddie mengajak Melissa bertemu, awalnya Melissa tidak ingin bertemu tapi Eddie memohon karena ia ingin mengetahui apa yang sebenarnya terjadi. Dia sadar bahwa ada orang lain yang menggunakan NZT, pelanggan Vernon yang lain. Eddie mencoba menelpon satu persatu nama yang ada di buku telepon milik Vernon yang ia ambil, tapi orang orang yang ia telpon, tiga diantaranya sudah meninggal dan yang lainnya sakit. Dan saat ia mencoba menelpon yang lainnya lagi ternyata hp seorang pria di bangku taman sebelahnya yang berdering (pria itu selama ini membuntuti Eddie). Eddie pun menutup telpon dan ia pergi tergesa gesa. Setelah dia berhasil lari dari kejaran pria itu dia menemui Melissa, Eddie terkejut melihat Melissa yang sangat memprihatinkan penampilannya. Melissa bilang itu karena NZT dan ia berhenti meminumnya dan mulai sakit sakitan. Melissa memberitahunya bahwa Eddie harus mengurangi dosis yang diminumnya jangan langsung berhenti karena Eddie bisa mati. Dalam perjalanan pulang Eddie bertemu sang rentenir yang marah karena Eddie tak tepat waktu menemuinya dia menghajar Eddie. Eddie yang sedang tak menggunakan NZT pun terjatuh bersama NZT yang digenggamnya. Si rentenir menanyakan obat apa itu, Eddie menjawab itu hanya aspirin, namun si rentenir tak percaya dan ia pun menelannya. Akhirnya efek yang dirasakan Eddie dirasakan juga oleh rentenir itu.
Eddie mendatangi kantor Lindy, pacarnya dengan keadaan sekarat, dia tidak bisa mencapai rumahnya jadi ia meminta Lindy untuk mngambilkan pil untuknya. Lindy kecewa karena ia tak mengetahui soal pil itu apalagi ternyata Eddie menyimpan pil itu di rumah Lindy. Namun Lindy tetap mengambilkannya untuk Eddie, dalam perjalanan mengantarkan pil, Lindy menelpon Eddie memberitahu bahwa ada seseorang yang mengikutinya. Pria yang selalu membuntuti Eddie kini mengejar Lindy. Pria itu mengejar Lindy terus sampai akhirnya Lindy bersembunyi, sambil sembunyi Lindy berbicara pada Eddie di telpon, Lindy sangat ketakutan dan tak tahu apa yang harus dilakukannya. Eddie menyuruh Lindy mengambil satu pil dan meminumnya. Eddie memberitahu pil itu akan berefek dalam 30 detik dan Lindy akan tahu apa yang harus dilakukan. Lindy akhirnya meminumnya, dan benar saja efeknya begitu cepat dan hebat sehingga Lindy berhasil lolos dari pria itu.
Si rentenir masih saja mencari Eddie, tapi sekarang bukan untuk menagih hutang, melainkan untuk NZT. Eddie tidak bisa menyingkirkan orang ini, sedikit pil akan memberinya waktu sampai ia menemukan solusi yang lebih permanen. Eddie mulai menggunakan bodyguard untuk melindunginya dari ancaman. Setelah dua bulan memakai NZT Eddie menjadi makelar dari merger perusahaan terbesar dalam sejarah. Sekarang dia membuat saku rahasia dalam jasnya supaya NZT nya aman. Tak hanya itu dia juga meminta sebuah laboratorium untuk memproduksinya. Di tengah tengah kesuksesan Eddie dia diduga terlibat dalam kasus pembunuhan seorang wanita di sebuah hotel. Dia pun menggunakan jasa Brant Morris, pengacara paling hebat di New York dan ia pun lolos dari tuduhan pembunuhan tersebut.
Suatu hari Eddie merasa pusing karena terlambat memakan NZT nya, namun saat ia mengambil NZT di saku jasnya ternyata NZT miliknya udah tak ada di sana. Saat ia tak menggunakan NZT si rentenir datang ke apartemen Eddie bersama anak buahnya. Eddie sangat kebingungan, dia memutuskan untuk bunuh diri, saat dia akan terjun dari balkonnya dia baru ingat masih ada NZT nya yang ia lupa taruh dimana. Eddie pun membongkar barng barangnya, dan akhirnya NZT ditemukan, malang bagi Eddie NZT nya malah jatuh dan menghilang. Rentenir dkk berhasil masuk bunker Eddie, anak buah si rentenir menggeledah rumah Eddie untuk mencari NZT, sedangkan si rentenir sendiri bersiap siap untuk menyiksa Eddie. Saat si rentenir menghampiri Eddie, Eddie langsung menancapkan pisau yang sudah disiapkannya pada si rentenir. Si rentenir pun mati, darah mengalir di lantai. Eddie tidak berusaha kabur karena ia berfikir ia akan mati juga karena hanya NZT yang bisa membantunya. Saat darah rentenir mulai menghampirinya, Eddie pun menyeruputnya (hiii jijik) karena di darah rentenir masih ada sisa NZT. Dan....... Eddie kembali cerdas sehingga dua anak buah si rentenir pun KO juga. Beberapa hari kemudian Eddie berbicara pada pria yang selalu mengikutinya (pria tersebut adalah anak buah Hank Atwood-rekan bisni Van Loon), Eddie memintanya untuk membereskan Brant Moris pengacara Eddie yang telah mencuri NZT nya. Jadi semuanya masih mungkin karena NZT nya ketemu.
12 bulan kemudian....... Carl Van Loon menemui Eddie di kantornya (Eddie jadi calon senat), Van Loon mengetahui rahasia Eddie dan NZT nya karena ia sekarang membeli laboratorium yang memproduksi NZT dimana dulu Eddie pernah meminta laboratorium tersbut untuk memproduksinya. Van Loon berencana memproduksi NZT untuk Eddie dengan imbalan Eddie harus memberikan sebuah nasihat untuk Van Loon karena ia mempunyai ide ambisius. Tapi Eddie menolak tawaran Van Loon karena Eddie sudah punya yang lebih baik. Dan sekarang Eddie lebih hebat dari Eddie yg dulu..
