Was Wissenschaftler, Politiker und Aktivisten seit Jahrzehnten prophezeien, ist eingetreten: Die Menschheit steht kurz davor, an einer globalen Nahrungsknappheit zugrunde zu gehen. Die einzige Hoffnung der Weltbevölkerung besteht in einem geheimen Projekt der US-Regierung, das von dem findigen Wissenschaftler Professor Brand geleitet wird. Der Plan sieht vor, eine Expedition in ein anderes Sternensystem zu starten, wo bewohnbare Planeten, Rohstoffe und vor allem Leben vermutet werden. Der Ingenieur und ehemalige NASA-Pilot Cooper und Brands Tochter Amelia führen die Besatzung an, die sich auf eine Reise ins Ungewisse begibt: Wurmlöcher sind so gut wie unerforscht und niemand kann mit Sicherheit sagen, was die Crew auf der anderen Seite erwartet. Ebenso ist unsicher, ob und wann Cooper und Brand wieder auf die Erde zurückkehren. Coopers Kinder, Tochter Murph und Sohn Tom, müssen mit Schwiegervater Donald zurückbleiben und auf seine Wiederkehr hoffen...

Tom Whitman (Francis X. McCarthy), ein alternder Komponist, leidet unter schwerer Demenz. Immer wieder hat er Erinnerungslücken und kann sich plötzlich nicht mehr an vertraute Personen erinnern. Er ist bereits seit vielen Jahren krank und erinnert sich nicht mehr an sein Leben als Erwachsener, lediglich die Erinnerungen seiner Kindheit sind ihm geblieben. So reist er als zehnjähriger Junge (Quinn Lord) durch seine eigene Fantasie. Während Tom langsam ins Koma abdriftet, versucht seine Tochter Gem (Marianne Farley), sich dem ihr über die Jahre fremd gewordenen Vater wieder etwas anzunähern. Da jedoch die Hindernisse - Toms Koma und sein bevorstehender Tod - übermächtig sind, ist seine Tochter am Verzweifeln. Doch durch die dunkelsten Geheimnisse ihres Vaters entdeckt Gem einen Weg, der es ihr vielleicht ermöglicht, Tom wiederzufinden...