На острове Хоккайдо находят мёртвого мужчину в машине возле кемпинга, а рядом с ним — погибшую собаку породы акита. Собака пролежала рядом с хозяином полгода после его смерти, преданно ожидая его. Личность мужчины остаётся загадкой, и сотрудник мэрии Кёсукэ Окуцу берётся за расследование, чтобы достойно похоронить незнакомца. Прослеживая последний путь этого человека, Окуцу погружается в воспоминания о своей собаке Куро и переосмысливает собственную жизнь. Фильм «Пёс, смотрящий на звёзды» — это трогательная история о верности, утрате и невидимой нити, связывающей людей и их питомцев даже после смерти.