"Asteroid City" decorre numa cidade ficcional em pleno deserto americano, por volta de 1955. O itinerário de uma convenção de Observadores Cósmicos Jr./Cadetes Espaciais (organizada com o objetivo de juntar estudantes e pais de todo o país para uma competição escolar com oferta de bolsas escolares) é espetacularmente perturbado por eventos que mudarão o mundo.