La jeune Hazel Lancaster est atteinte d'un cancer avancé de la thyroïde. Elle ne survit que grâce à une encombrante réserve d'oxygène qu'elle ne quitte jamais. Préoccupés de la solitude dans laquelle s'enferme leur fille, ses parents décident de l'inscrire à un groupe de soutien pour cancéreux, dans l'espoir qu'elle y rencontre du monde. Lors de la première réunion, Hazel est émue par le discours d'Augustus Waters. Le jeune homme, qui souffre d'une tumeur osseuse, a été amputé d'une jambe et marche désormais à l'aide d'une prothèse. Les deux jeunes gens apprennent vite à se connaître et à s'apprécier...