Действие разворачивается в далеком будущем в Лос-Анджелесе, через сотни лет после ядерной войны, уничтожившей или сильно видоизменившей все живое на планете. В подземных убежищах, построенных корпорацией «Волт-Тек», долгие десятилетия живут мирные граждане, которые скрываются от радиации, мутантов и бандитов. Однажды жителя одного из бункеров похищают люди с поверхности, и тогда его дочь Люси, вопреки правилам, покидает убежище и отправляется на его поиски в неизведанный постапокалиптический мир. За стенами своего уютного и надежного укрытия Люси сталкивается с такими людьми и существами, о которых даже не подозревала. Одним из них оказывается жестокий и непобедимый Гуль.
Сериал «Фоллаут» снят по мотивам культовой одноименной компьютерной игры, выпущенной в 1997 году. Шоураннеры проекта Джонатан Нолан и Лиза Джой ранее вместе работали над сериалом «Мир Дикого Запада». Персонажа Люси в «Фоллауте» играет Элла Пернелл, роль Гуля исполняет актер Уолтон Гоггинс.