１９５５年。隕石落下で巨大なクレーターが生まれたアメリカ南西部の街アステロイド・シティに、科学賞の栄誉に輝いた５人の天才少年とその家族が招待される。子どもに母親の死を伝えられない父親や映画スターのシングルマザーなど、それぞれが複雑な想いを抱える中、授賞式の幕が開ける。その最中に起きたまさかの宇宙人来訪。大混乱に陥った街は封鎖され、軍は事件の隠蔽を目論み、子どもたちは外部に情報を伝えようとするが…。