Devoradores de Estrelas acompanha a jornada inesquecível de um professor de ciências do ensino fundamental chamado Ryland Grace (Ryan Gosling). Um dia, Ryland acorda em uma espaçonave a anos-luz do planeta Terra. Sem memória alguma de quem é ou como foi parar ali, o professor se encontra numa situação inexplicável. Aos poucos, porém, suas lembranças voltam e ele recorda que foi recrutado para uma missão especial chamada Projeto Fim do Mundo na qual ele foi enviado a 11,9 anos-luz da Terra para investigar o motivo pelo qual o Sol está morrendo na Via Láctea. Ryland precisará recorrer aos seus conhecimentos científicos para resolver esse enigma o mais rápido possível e impedir a extinção da humanidade. O que, porém, parecia ser apenas uma trajetória solitária se transforma em uma viagem em companhia de uma amizade inesperada.

A trama do longa se desenrola em 1945, na cidade de NUREMBERG, na Alemanha, e segue um psiquiatra americano encarregado de avaliar 22 oficiais nazistas que aguardam julgamento por crimes de guerra. Conforme ele se aproxima de um de seus pacientes, Hermann Göring (Crowe), e busca compreender a natureza de seu paciente, acaba sendo arrastado para uma jornada da qual não há retorno.

Nikki (Milla Jovovich) é uma ex-militar que lutou nos piores campos de batalha da guerra, mas nada se compara à dor de ter sua filha sequestrada. Caçada por bandidos e policiais, ela usará cada habilidade mortal que aprendeu em combate para invadir o submundo do crime e resgatar a única coisa que importa para ela.