La historia se desarrolla luego de una guerra nuclear, donde una joven mujer (Margot Robbie) cree ser la única mujer sobreviviente; hasta que descubre algo sorprendente: otro ser humano, un científico perturbado (Chiwetel Ejiofor) que queda al borde de la locura luego de quedar expuesto a la radiación y de encarar una desesperada búsqueda de sobrevivientes. El frágil y forzado vínculo de confianza entre ellos dos, se ve amenazado cuando un extraño (Chris Pine), aparece en el valle y comienza a descifrar su precaria relación.