未来世界陷入外星人入侵的恐慌中，军事演说家凯奇少校（汤姆·克鲁斯 Tom Cruise 饰）畏惧上战场，他从没想过将军（布莱丹·格里森 Brendan Gleeson 饰）会让他去指挥即将开始的“诺曼底战役”，拒绝接受命令之后将军居然恶整了他，那就是把他当做逃兵扔进了军 营中。凯奇被归入了J小队中进行战斗，战役的第一天就惨死在战场，没想到这一死让他拥有了时空循环的能力，而唯一相信他的人就是被称为“全金属战士”的丽塔·沃拉塔斯基（艾米莉·布朗特 Emily Blunt 饰）。二人开始了时空循环作战，在训练凯奇的同时他们发现了控制时间的奥秘，这与外星人“主脑”欧米茄有关，但是唯一能取得胜利的方法就是让凯奇不断死去、不断重启时间。在不断重复登陆那天的战斗的同时，凯奇越来越不想失去丽塔…
儿童临床医学家凯瑟琳•迪恩（珍妮弗•洛佩斯 Jennifer Lopez 饰）供职于一家研究大脑的医疗研究机构，她的任务是通过高技术手段陷入幼年患者的梦境中，治愈她们幼小心灵中的疮疤。 警方接到报案，说当地有很多幼女失踪。负责此案的FBI探员（文斯•沃恩 Vince Vaughn 饰）断定，此举为一个连环作案的变态凶手所为。经过调查，警方锁定了犯罪嫌疑人——卡尔•斯塔格（文森特•德奥诺费奥 Vincent D'Onofrio 饰），但是苦于他守口如瓶，无法救出被他囚禁的女孩。这时，警方联系了凯瑟琳，希望她可以通过梦境的方法，潜入犯人的大脑，找到受害者的所在位置。然而，事情远比想象得更加险象环生
