De epische actie van 'Edge of Tomorrow' speelt zich af in een nabije toekomst waarin een buitenaards ras de aarde heeft getroffen in een onverbiddelijke aanval, onverslaanbaar door welke militaire eenheid ter wereld dan ook.

Majoor William Cage (Cruise) is een officier die nog nooit een dag in de strijd heeft gezien wanneer hij onaangekondigd wordt gedropt in wat neerkomt op een zelfmoordmissie. Binnen enkele minuten gedood, bevindt Cage zich nu in een onverklaarbare tijdlus - die hem dwingt hetzelfde brute gevecht steeds opnieuw te beleven, opnieuw vechtend en opnieuw stervend... en opnieuw.

Maar met elk gevecht wordt Cage, aan de zijde van Special Forces-strijder Rita Vrataski (Blunt), steeds vaardiger in het gevecht met zijn tegenstanders. En terwijl Cage en Rita de strijd aangaan met de buitenaardse wezens, komt elke herhaalde ontmoeting hen een stap dichter bij het verslaan van de vijand.