Basada en hechos reales, cuenta la historia de Leslie, una madre soltera del oeste de Texas, que hace seis años ganó la lotería pero rápidamente despilfarró el premio, gastándolo todo en fiestas y alcohol. Desahuciada, acude a su hijo en un intento de recuperar el rumbo de su vida.

En 1955, colegiales y padres de todo el país se reúnen para un concurso escolar dedicado a la observación de fenómenos astronómicos (Junior Stargazer Convention) que se lleva a cabo en una ciudad ficticia del desierto estadounidense llamada Asteroid City. La convención se verá espectacularmente interrumpida por eventos que cambian el mundo.