En un futuro no muy lejano, una raza de extraterrestres llamada miméticos, de comportamiento parecido a una colmena, ataca el planeta Tierra en un asalto implacable, devastando las grandes ciudades hasta convertirlas en escombros y dejando millones de víctimas tras de sí. Los ejércitos del mundo unen sus fuerzas para preparar una última ofensiva contra la horda de extraterrestres, y en medio de los preparativos se sitúa Bill Cage, un relaciones públicas del ejército que se ve reclutado a su pesar para combatir en primera línea del frente. Su falta de experiencia en combate produce los resultados esperables: poco después de llegar a las playas francesas es aniquilado. Sin embargo, este es solo el principio de su viaje, ya que en lugar de morir vuelve a despertar 24 horas antes del ataque. El tiempo ha retrocedido, pero él conserva sus recuerdos, y cada vez que muere vuelve al mismo punto temporal...