《智能谍变》从一条漆黑而逼仄的小巷展开：一名男子被人追赶至偏僻角落，那里，一个眼神诡异的女乞丐正冷冷地注视着他。面对摄像头时，男子的双眼突然充血，发出凄厉哀嚎，随后失去意识。
在医院里，医生斯戴克勒（神奈川宏幸饰）得知男子的社会保险已经过期，便授意将他送往神秘的F病房。与此同时，一位悲痛万分的女士见到了因车祸重伤、奄奄一息的丈夫卢克（小库珀·古丁饰）。不久之后，卢克那位身怀有孕的妻子不幸离世，令他陷入深深的痛苦之中。
为了弄清事故背后的真相，卢克开始整理自己的记忆，并调取短信、博客和电子邮件等各种存档。随着调查逐步深入，他终于发现，自己的大脑竟被植入了Hexx公司的芯片，而这家公司正利用他的生命进行不可告人的勾当。为了揭露Hexx公司的险恶阴谋，卢克踏上了孤身抗争之路。
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