Hazel, es una adolescente de 16 años que tiene un cáncer terminal. Ella sabe que se está muriendo, está sometida a muchos tratamientos y entra en depresión, sus padres le recomiendan ir a un grupo de apoyo.
Hazel va al grupo de apoyo y conoce a un chico, Isaac, un adolescente con un cáncer que afecta a los ojos y que lo dejará ciego, cuyo mejor amigo es Augustus Waters.
Augustus Waters era un deportista de baloncesto hasta que le tuvieron que amputar una pierna porque tenia un tipo de cáncer de hueso que se llama osteosarcoma.
Hazel y Augustus cada vez pasan más tiempo juntos y se dan cuenta que no hay tiempo para lamentarse, porque solo existe el hoy y el ahora.
Hazel le cuenta a Augustus que le gusta el escritor Peter Van y Augustus decide viajar a Amsterdam para conocerlo, pero antes de viajar, Hazel debe de ser internada al tener otra vez la muerte muy cerca.
Cuando Hazel y Gus llegan a Amsterdam encuentran a un Peter Van Houten alcohólico y malhumorado que no desea responder ninguna pregunta.
La agente de Peter pide disculpas a la pareja y les ofrece a cambio del mal rato una cena y un hotel que hace la estadía romántica.
El cáncer de Gus avanza, Isaac queda ciego y Hazel queda desconcertada viendo cómo la chispa de la vida se fue apagando poco a poco.
Hasta que Gus ya no puede caminar más y pide a Hazel que le redacte un discurso para su despedida.
Gus sin saberlo, se despide de todos en la Iglesia donde se encontraba el grupo de apoyo para luego morir en su lucha contra el cáncer.
Hazel e Isaac quedan devastados con la muerte de un gran amigo, saben que Gus escribió unas notas antes de morir y resolvieron encontrarlos.
Nuevamente aparece la agente de Peter Van Houten para clarificar que Gus efectivamente dejó una carta de 3 páginas que decía.
«No importa cuánto haya durado o faltado. De uno puedes contar una infinidad de números, pero del cero al uno hay un pequeño infinito de número decimales. Gus dió un pequeño infinito a Hazel.»
