Interstellar comienza en la Tierra en un futuro lejano, mientras la Madre Naturaleza declara la guerra a la humanidad. La hambruna es generalizada y todos los recursos de la humanidad se dedican ahora a la agricultura en una lucha desesperada por la supervivencia. Un expiloto e ingeniero de la NASA llamado Cooper (Matthew McConaughey) se ha convertido en granjero para mantener a su hijo adolescente Tom (Timothee Chalamet) y a su hija de 10 años, Murph (Mackenzie Foy). Desafortunadamente, incluso eso empieza a parecer un esfuerzo inútil después de que una tormenta de arena asolara su unida comunidad. Mientras tanto, un misterio aparentemente sobrenatural comienza a revelarse cuando el "fantasma" que habita en la habitación de Murph le envía unas misteriosas coordenadas que conducen al curioso dúo padre-hija a una base subterránea clandestina que alberga los restos de la NASA. Allí, el renombrado físico, el profesor Brand (Michael Caine), ha estado trabajando con un equipo de astronautas y científicos para encontrar un nuevo planeta capaz de albergar vida humana. Brand convence rápidamente a Cooper para que pilote una misión que, con suerte, llevará las semillas de la vida humana a un planeta habitable en otra galaxia. Cooper pronto se dirige al espacio con la hija de Brand, Amelia (Anne Hathaway), y los investigadores Doyle (Wes Bentley) y Romilly (David Gyasi).