De aarde is aangevallen door buitenaardse wezens, die door geen enkele bestaande militaire eenheid verslagen kunnen worden. Majoor William Cage (Tom Cruise) wordt op een zelfmoordmissie gestuurd. Al na enkele minuten vindt hij de dood, maar wordt opgeslokt in een tijdlus en gedwongen om dezelfde gruwelijke strijd steeds opnieuw door te maken. Telkens moet hij vechten, om vervolgens keer op keer te sterven. Maar naarmate hij zijn vaardigheden traint, aan de zijde van mede-strijder Rita Vrataski (Emily Blunt), wordt hij beter en beter. Elk gevecht brengt hem een stap dichter bij de overwinning, in deze intense actiethriller.