En un futuro no muy lejano, invade la Tierra una raza de extraterrestres invencibles. Al Comandante William Cage, un oficial que nunca ha entrado en combate, le encargan una misión casi suicida y resulta muerto. Entra entonces en un bucle temporal, en el que se ve obligado a luchar y morir una y otra vez. Pero las múltiples batallas que libra lo hacen cada vez más hábil y eficaz en su lucha contra los alienígenas. Su compañera de combate es Rita Vrataski, una guerrera de las Fuerzas Especiales.