The Dog Stars vertelt het verhaal van Hig (Jacob Elordi), een jonge piloot die samen met militair en survivalexpert Bangley (Josh Brolin) een geïsoleerd onderkomen heeft opgebouwd in een meedogenloze postapocalyptische wereld. Wanneer Hig een mysterieuze radioboodschap opvangt, besluit hij het onbekende tegemoet te gaan.