Akcja filmu rozgrywa się w niedalekiej przyszłości, w której rasa obcych, zwanych Mimikami (Mimics), przypuściła na Ziemię bezlitosny atak i rozpanoszyła niczym pszczeli rój, obracając w ruinę całe miasta i zostawiając za sobą miliony ludzkich ofiar. Żadna armia na świecie nie może dorównać szybkością, okrucieństwem czy pozorną zdolnością przewidywania przyszłości uzbrojonym po zęby wojownikom z kosmosu, jak również ich dowódcom, którzy wydają rozkazy telepatycznie. Jednak nadszedł czas, kiedy armie całego świata połączyły swoje siły, by stanąć do decydującej walki na śmierć i życie przeciwko napastnikom z kosmosu.

Podpułkownik Bill Cage (Cruise), żołnierz, który jeszcze nigdy nie znalazł się w ogniu walki,  zostaje bezceremonialnie zdegradowany i rzucony – bez odpowiedniego szkolenia i sprzętu – w sam środek, jak się później okazuje, czegoś więcej niż tylko misji samobójczej. Cage ginie podczas swojej pierwszej misji, zabijając jednego z obcych samców Alfa. Jednak, dziwnym zbiegiem okoliczności, budzi się do życia rankiem w dniu swojej śmierci i jest zmuszony walczyć i umierać… bez końca.

Bezpośredni kontakt fizyczny z kosmitą spowodował, że Cage znalazł się w pętli czasowej i został skazany na przeżywanie tej samej brutalnej walki raz po raz. Jednak z każdym kolejnym powrotem Cage staje się silniejszy, sprytniejszy i jest w stanie coraz skuteczniej stawiać opór przybyszom z kosmosu. Towarzyszy mu bojowniczka Sił Specjalnych, Rita Vrataski (Blunt), która dokonała największych spustoszeń w oddziałach obcych spośród wszystkich walczących na Ziemi. Kiedy Cage i Rita decydują się podjąć walkę z kosmitami, każda przeżywana od nowa bitwa staje się kolejną okazją do znalezienia sposobu na unicestwienie najeźdźców z kosmosu i ocalenie Ziemi.