Pada pertengahan abad ke-21, umat manusia menghadapi ancaman kepunahan akibat badai debu dan wabah besar yang merusak tanaman. Joseph Cooper, seorang duda dan mantan pilot uji coba NASA, kini bekerja sebagai petani sambil membesarkan kedua anaknya, Murph dan Tom, bersama ayah mertuanya, Donald.

Cooper ditegur oleh guru Murph karena mengatakan bahwa misi Apollo bukanlah kebohongan. Suatu hari, saat badai debu melanda, Cooper dan Murph menemukan pola debu di kamar Murph yang awalnya ia kira ulah “hantu.” Namun ternyata, pola itu disebabkan oleh anomali gravitasi dan dapat diterjemahkan menjadi koordinat geografis.

Koordinat tersebut membawa mereka ke sebuah fasilitas rahasia milik NASA yang dipimpin oleh Profesor John Brand. Brand menjelaskan bahwa 48 tahun sebelumnya, sebuah lubang cacing muncul di dekat planet Saturnus, mengarah ke sebuah sistem di galaksi lain yang memiliki 12 planet berpotensi layak huni, terletak di sekitar lubang hitam besar bernama Gargantua. Para relawan dari misi Lazarus sebelumnya telah menembus lubang cacing itu untuk meneliti planet- planet tersebut, dan tiga di antaranya — Miller, Edmunds, dan Mann — melaporkan hasil yang menjanjikan.