Aunque sale adelante gracias a un tratamiento experimental, la vida de la protagonista no es como la de cualquier adolescente. Hazel vive con sus padres y su madre cree que está pasando por una depresión. Es por ello que la incita a asistir a grupos de apoyo, donde la joven comparte sus vivencias junto a otros enfermos.

Un día, durante estas sesiones de terapia, Hazel conoce a Gus Waters, un muchacho que ha logrado combatir el cáncer de pulmón, con quien pronto establece una relación de amistad.

Los jóvenes mantienen diferentes encuentros, en los cuales comparten sus gustos y aficiones. Asimismo, se retan a leer sus respectivos libros favoritos. Hazel comparte con Gus una obra titulada “Un dolor imperial” de un escritor llamado Van Houten, por el cual la joven siente una gran admiración.

Pronto, surge entre ambos el interés por descubrir lo que ocurre tras el abrupto final de la novela, la cual termina en mitad de una frase, cuando la protagonista muere.

Después, Gus planea un viaje a Amsterdam para que Hazel conozca a su escritor favorito. Sin embargo, días antes de su partida, la joven sufre una recaída y su salud empeora.

Tras este suceso, la madre de Hazel decide cumplir con la voluntad de su hija y viaja con los adolescentes a Amsterdam.

Una vez allí, se llevan una inesperada sorpresa cuando descubren que Van Houten es un hombre alcohólico y testarudo que trata a Hazel con desprecio. Tras este desafortunado encuentro, los jóvenes deciden disfrutar de su estancia y su amor se consolida cada vez más.

Todo cambia cuando Gus, durante el viaje, le confiesa a Hazel que su enfermedad ha revertido y se encuentra en un estado terminal.

A su regreso a Indianapolis, Gus recae y es ingresado de inmediato. Entonces, el joven prepara un funeral previo a su muerte con el fin de pasar sus últimos días junto a sus amigos.

Finalmente, el joven muere y durante la celebración de su funeral aparece el escritor Van Hounter, quien le explica a Hazel el verdadero sentido de su novela “Un dolor imperial”, donde plasmó la enfermedad de su hija.

Hazel Grace Lancaster: Es la protagonista. Es una adolescente de dieciséis años con cáncer de tiroides 

Augustus Waters: Se enamora de Hazel. Tiene dieciocho años y perdió su pierna derecha a causa de una enfermedad llamada osteosarcoma.

Peter Van Houten: Autor del libro favorito de Hazel un Dolor Imperial. 

Isaac: Amigo de Augustus que es ciego.

Lidewij Vliegenthart: Asistente de Peter Van Houten. 

Señora Lancaster: Madre de Hazel. 

Señor Lancaster: Padre de Hazel.

Cindy Waters: Madre de Augustus. 

Señor Waters: Padre de Augustus.

Mónica: Ex novia de Isaac.

Patrick: Líder del grupo de apoyo, que padece cáncer en los testículos.

Caroline Mathers: Ex novia de Augustus.