I en nära framtid har Jorden invaderats och mänskligheten är utsatt för ständiga attacker som inte någon armé i världen kan stå emot. Major William Cage är en officer i USAs armé, som aldrig tidigare varit ute i strid och som plötsligt befinner sig mitt i en pågående eldstrid. Cage blir dödad inom ett par minuter men befinner sig oförklarligt i en tidsloop och genomlever samma brutala krig om och om igen, han strider och dör bara för att vakna, strida och dö igen. Men för varje gång lyckas Cage tillsammans med Special Forces-soldaten Rita Vrataski ta sig ett steg närmare att besegra fienden.