Quando a Terra é tomada por alienígenas, Bill Cage (Tom Cruise), relações públicas das Forças Armadas dos Estados Unidos, é obrigado a ir para a linha de frente no dia do confronto final. Inexplicavelmente ele acaba preso no tempo, condenado a reviver esta data repetidamente.

A cada morte e renascimento, Cage avança e, antecipando os acontecimentos, tem a chance de mudar o curso da batalha com o apoio da guerreira Rita Vrataski (Emily Blunt).