時は1955年、アメリカ南西部に位置する砂漠の街、アステロイド･シティ。隕石が落下してできた巨大なクレーターが最大の観光名所であるこの街に、科学賞の栄誉に輝いた5人の天才的な子供たちとその家族が招待される。子供たちに母親が亡くなったことを伝えられない父親、マリリン･モンローを彷彿とさせるグラマラスな映画スターのシングルマザー――それぞれが様々な想いを抱えつつ授賞式は幕を開けるが、祭典の真最中にまさかの宇宙人到来!? この予想もしなかった大事件により人々は大混乱! 街は封鎖され、軍は宇宙人の事実を隠蔽しようとし、子供たちは外部へ情報を伝えようと企てる。果たしてアステロイド･シティと、閉じ込められた人々の運命の行方は――!?