"Giải mã bí ẩn Ngân Hà" ra mắt tại Liên hoan phim quốc tế Venezia vào ngày 29 tháng 8 năm 2019 và được hãng 20th Century Fox công chiếu tại Hoa Kỳ vào ngày 20 tháng 9 năm 2019. Tại Việt Nam, phim cũng được khởi chiếu từ ngày 20 tháng 9 năm 2019. Tác phẩm thu về hơn 135 triệu USD toàn cầu so với mức kinh phí sản xuất 80–100 triệu USD. Giới chuyên môn đưa ra nhiều lời tán dương cho tác phẩm, đặc biệt khen ngợi phần diễn xuất của Brad Pitt. Tại Giải Oscar lần thứ 92, phim nhận được một đề cử cho Hòa âm hay nhất.