Hazel Grace Lancaster adalah seorang remaja berusia 16 tahun yang menderita kanker tiroid yang telah menyebar ke paru-parunya. Hidupnya sangat bergantung pada tangki oksigen portabel. Atas desakan ibunya, ia menghadiri kelompok pendukung pasien kanker, di mana ia bertemu dengan Augustus "Gus" Waters, mantan pemain basket yang kehilangan satu kakinya akibat osteosarkoma namun kini dinyatakan sembuh.
Gus yang karismatik segera tertarik pada Hazel. Keduanya terhubung melalui kecintaan mereka pada buku, terutama novel favorit Hazel berjudul An Imperial Affliction karya Peter Van Houten. Karena novel tersebut berakhir menggantung, Hazel selalu penasaran dengan nasib para karakternya. Gus pun menggunakan sisa "permintaan terakhir" dari yayasan amal untuk membawa Hazel terbang ke Amsterdam demi menemui sang penulis.
Di Amsterdam, mereka menyadari bahwa Peter Van Houten (Willem Dafoe) ternyata adalah seorang pria alkoholik yang kasar dan menyedihkan. Meskipun kecewa dengan pertemuan tersebut, perjalanan itu justru mempererat hubungan Hazel dan Gus. Mereka akhirnya mengakui cinta satu sama lain dan berbagi momen romantis pertama mereka.
Kejutan pahit terjadi saat mereka kembali dari Amsterdam:
- Kondisi Gus: Meskipun awalnya Hazel yang dianggap paling lemah, terungkap bahwa kanker Gus telah kembali dan menyebar ke seluruh tubuhnya (relapse).
- Pra-Pemakaman: Menyadari waktunya tidak lama lagi, Gus meminta Hazel dan sahabatnya, Isaac, untuk mengadakan "pemakaman percobaan" agar ia bisa mendengar pidato penghormatan (eulogy) mereka selagi ia masih hidup.
- Kematian: Gus meninggal tak lama kemudian. Di pemakamannya, Van Houten datang membawa surat dari Gus yang ditujukan untuk Hazel. Surat itu berisi ungkapan cinta Gus dan bagaimana ia tidak menyesal telah mencintai Hazel, meskipun itu berarti meninggalkan luka di akhir hidupnya.