Bercerita tentang Bill Cage (Tom Cruise) seorang tentara militer masa depan yang mengalami keanehan karena dirinya bangun terus menerus di hari yang sama setiap kali ia mati dalam pertempuran. Dalam salah satu pertempurannya ia bertemu dengan seorang tentara wanita bernama Rita (Emily Blunt). Rita lalu menyuruh Bill mencarinya setiap kali ia bangun karena Rita pernah mengalami hal yang sama dengan Bill.