2012, cinq heures avant la destruction de la Terre par une comète, la population nippone s'est réfugiée pour éviter l'annihilation, mais un homme erre seul dans les rues. Dans un magasin de disques encore ouvert, il tombe sur un duo d'inconscients, qui discutent du groupe punk Gekirin et de leur morceau culte Fish Story. Insouciant du danger, le patron de la boutique est affirmatif : cette chanson peut sauver le monde. Mais comment ? Débute alors une série de flashbacks, retraçant la création et les conséquences incroyables de ce titre…
Asteroid City est une ville minuscule, en plein désert, dans le sud-ouest des États-Unis. Nous sommes en 1955. Le site est surtout célèbre pour son gigantesque cratère de météorite et son observatoire astronomique à proximité. Ce week-end, les militaires et les astronomes accueillent cinq enfants surdoués, distingués pour leurs créations scientifiques, afin qu’ils présentent leurs inventions. À quelques kilomètres de là, par-delà les collines, on aperçoit des champignons atomiques provoqués par des essais nucléaires.
Kate Dibiasky, une étudiante diplômée en astronomie, et son professeur, le Dr Randall Mindy, font une découverte stupéfiante d'une comète en orbite dans le système solaire. Le problème : elle est sur une trajectoire de collision directe avec la Terre. L'autre problème ? Personne ne semble s'en soucier. Avec l'aide du Dr Oglethorpe, Kate et Randall se lancent dans une tournée des médias qui les mène du bureau de la présidente indifférente Orlean et de son fils flagorneur et chef de cabinet, Jason, aux ondes du Daily Rip, une émission matinale optimiste animée par Brie et Jack. Avec seulement six mois avant que la comète n'ait un impact, gérer le cycle d'information de 24 heures et gagner l'attention du public obsédé par les médias sociaux avant qu'il ne soit trop tard s'avère scandaleusement comique - que faudra-t-il faire pour que le monde lève les yeux au ciel ?
Alors qu'un astéroïde se dirige vers la Terre, un homme part à la recherche de son amour de jeunesse. Mais une femme qui l'accompagne complique les choses.
Dans un futur très lointain et inconnu, le film raconte la vie quotidienne de la classe moyenne terrienne sur la station spatiale de ravitaillement OMEGA 76. Jessica arrive dans la station pour seconder le Capitaine Glenn. Bien que la station ne représente que peu d’intérêt, elle se consacre entièrement à son travail et tente de se faire intégrer à l’équipage, découvrant peu à peu ses petits secrets.
Lors du dernier jour sur Terre, une femme part à Los Angeles pour se rendre à une dernière fête avant la fin du monde. Elle rencontre tout un ensemble éclectique de personnages en cours de route.
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