簡単なあらすじ
1) 宇宙からの侵略者「ギタイ」が地球を襲い、人類は滅亡の危機に陥っていた。そんな中、大規模な奇襲作戦が行われる予定であり、軍の報道官ウィリアム・ケイジ少佐(トム・クルーズ)は、ロンドンに呼ばれていた。
2) 軍隊に同行し、取材を行って世論が批判に傾かないようにするようブリガム将軍(ブレンダン・グリーソン)に命じられるが、ウィリアムはそれを拒否する。さらには、ブリガム将軍に脅しめいたことを発言し、「脱走兵」として逮捕されてしまう。さらには、歩兵として戦地へと送り込まれてしまう。
3) 前線では、明らかに奇襲作戦は失敗に終わっていた。その中で、ウィリアムは自爆し、アルファ・ギタイもろとも巻き込んで死亡する。その際、ギタイの持つタイムループの能力を獲得し、何度も同じ場面を繰り返すことで、「ヴェルダンの女神」ことリタ・ヴラタスキ(エミリー・ブラント)もまた、タイムループ能力を持っていたことが判明する。
4) ウィリアムは、リタとともにタイムループを駆使してギタイの中枢「オメガ・ギタイ」の位置を把握する。輸血により、ウィリアムは一度はタイムループ能力を失ってしまう。だが、オメガ・ギタイを爆破することで再びタイムループ能力を得る。戻った過去では、ギタイは消滅しており、人類が勝利した中、ウィリアムはリタと再会する。
起：戦地へ
宇宙からの侵略者が地球を襲った。擬態する能力をもつそのエイリアンは、「ギタイ」と呼ばれていた。新型機動スーツが開発され、「ヴェルダンの女神」ことリタ・ヴラタスキ(エミリー・ブラント)は、ギタイを撃破し、英雄となる。
軍の報道官ウィリアム・ケイジ少佐(トム・クルーズ)は、ロンドンにやってきた。ブリガム将軍は、ギタイ殲滅作戦を計画しており、ウィリアムに現場取材を行うように指示する。ウィリアムは、危険な任務であるため、拒否しようとする。
ウィリアムは、「辞退します。私の代わりを推薦することはできます」と言うが、ブリガム将軍は「これは命令だ」と有無を言わさず戦地取材を行わせようとする。
ウィリアムは、「私の一言で、非難の的になることもありますよ」と脅迫まがいのことを言う。ブリガム将軍は、「よく分かった」と言うが、「コイツを逮捕しろ」と命じる。ウィリアムはテーザー銃で撃たれて気絶し、目覚めると戦地にいた。
ウィリアムは、ヒースロー前線基地に送られていた。ウイリアムは、ファレウ曹長に「アメリカ軍に電話をさせてくれ」と依頼する。だが、ウィリアムは脱走兵として捕らえられ、二等兵として扱われることとなったのだった。
承：ループ
ウィリアムは、J分隊に配属される。「戦闘など無理だ」と言うが、ファレウ曹長は有無を言わさず、ウィリアムを戦地へと送り込む。ウィリアムは初めて機動スーツを装着する。一方、リタもまた機動スーツを装着し、戦地へと向かう。
ウィリアムは、セイフティの解除も分からず、飛行機から戦地へと降下する。次々と兵士たちは戦死し、ウィリアムは自分の身を守ることで精一杯であった。そんな中、リタが目の前に現れた。リタは勇ましくギタイと戦うも、砲撃が直撃して死亡する。
奇襲攻撃は失敗に終わり、劣勢に追い込まれていた。そんな中、目の前にギタイが現れ、J分隊は壊滅に追いやられる。ウィリアムは、相変わらずセイフティを解除できずにいた。やっとセイフティが解除され、ギタイを撃つ。だが、次々と現れるギタイに為す術はなく、ウィリアムは対人地雷を用いて、ギタイともども自爆する。
ウィリアムは間違いなく死亡したが、時間が遡り、ファレウ曹長と初対面の場面に戻っていた。記憶は残っており、ウィリアムの言葉や、これから起こりうることが手に取るように分かった。
機動スーツを装着し、ウィリアムは再び戦地へと向かうことになる。飛行機から降下しウィリアムは再びリタがギタイと戦う様子を見かける。ウィリアムは、リタが砲撃を受けるのを身を挺して守る。代わりにウィリアムは胸に砲撃を受け、さらにはギタイに襲われ、再びウイリアムは死亡する。
再び目を覚ますと、今度、ウィリアムはファレウ曹長に「奇襲作戦は失敗に終わる。敵は奇襲を知っているんだ」と知らせる。だが、ファレウ曹長は信じようとせず、再び戦地に向かうことになる。
次々に死を体験することにより、ウィリアムはリタを守る。ギタイの出現する位置などを正確に把握し、的確に攻撃するウィリアムの様子を見て、リタは「目覚めたら、私を探しに来て」と言い、2人は爆発に巻き込まれて死亡する。
転：オメガ・ギタイ
ウィリアムは、再び目を覚ますと、ファレウ曹長の監視から逃れ、リタに会いに行く。「目覚めたら探して。会いに来て」という言葉を告げると、リタは事情を理解する。ウィリアムは、ギタイの血を浴びて時間をループする力を得た。
リタもまた、ギタイの血を浴びてループする力を得たが、その力は失ってしまった。リタは、ウィリアムにカーター博士と引き合わせる。そこで、「アルファ・ギタイ」が殺害されると、「オメガ・ギタイ」は時間を戻し、やり直しをさせるのだと説明する。
ウィリアムは、アルファ・ギタイを殺害したことで、オメガ・ギタイにアクセスすることが可能となった。結果、時間をループする力を得たのだった。リタは、ウィリアムに「死に続けるの。ギタイに勝利するために」と言う。
そして、リタは「ビジョン」を見ることにより、ギタイの中枢であるオメガ・ギタイの姿、場所を見ることができると考えていた。そして、リタはヴェルダンにオメガ・ギタイがいると言う。リタは、ウィリアムにその居場所を特定させ、自らオメガ・ギタイを倒そうとしていた。
リタは、オメガ・ギタイに近づくため、ウィリアムに戦闘訓練を施す。そして、リタは「輸血されて、ループの力を失った。戦場で負傷したら、すぐに死ぬこと」と言うのだった。敵の行動パターンを体で覚えるため、何度となくウィリアムは死を経験する。
その中で、ヴィジョンを見たウィリアムは、「ドイツのダムに、オメガ・ギタイがいる」と突き止める。ウィリアムたちは何度も2人は死亡し、戦場で敵の行動パターンを記憶していく。
カーター博士は、ドイツのクルネラダムにオメガ・ギタイがいると突き止める。ウィリアムとリタは、前線を切り抜け、ついにドイツへと向かうためのクルマを手に入れる。トレーラー内部に潜んでいたギタイも撃破し、2人はドイツへと向かうのだった。
ガソリンがなくなり、2人は歩く。さらには、機動スーツのバッテリーもなくなってしまう。民家で、2人はヘリを見つける。だが、ウィリアムたちは、それより先に進めなくなってしまっていた。「何をしても、君はここで死ぬ」とウィリアムは言う。
リタはウィリアムの忠告を聞かず、ヘリを飛ばす。だが、その途端にギタイが襲いかかってきてヘリは墜落。リタは死亡する。
ウィリアムは再びループする。だがそこで、リタにループのことを話すのをやめるのだった。装備を万全にして、ウィリアムは前線へと向かう。1人でヘリに乗り、ドイツのクルネラダムへと向かう。
ウィリアムは、ビジョンで見た場所へと向かう。だが、そこでギタイに取り囲まれてしまう。そして、オメガ・ギタイはいなかった。ビジョンは罠だった。能力を取り戻すために誘い込んだのだった。
カーターは、「トランスポンダー」なる機械を作っていた。だが、部品が足りず、ウィリアムたちはその部品を取り返しに政府中枢部へと向かう。部品は、ブリガム将軍が持っていた。ウィリアムとリタは、ブリガム将軍に会い行く。奇襲作戦が失敗に終わると説明し、ブリガム将軍にトランスポンダーの部品を差し出させるのだった。
だが、外を出たところで待ち伏せされてしまう。再びやり直し、今度はクルマで逃亡する。トランスポンダーを脚に刺すと、オメガ・ギタイの居場所がパリのルーヴル・ピラミッドの地下にいることが判明する。
逃亡中、ウィリアムとリタは拘束されてしまう。そして、負傷したウィリアムは輸血されてしまい、タイムループ能力を失ってしまう。
結：決着
ウィリアムとリタは、病院を抜け出す。ウィリアムは、パリに向かうための輸送機と兵士を調達する。J分隊のメンバーに奇襲作戦は失敗に終わると話し、「僕についてきてくれないか」と言う。ウィリアムには信用がなかったが、リタの登場で、彼らはパリ行きを決める。
だが、やはりヘリは砲撃を受ける。ウィリアムは、機動スーツを失い、さらにはリタとはぐれてしまう。再びリタと合流するも、J分隊も大打撃を受けていた。ダメージを負った軍用機で低空飛行し、ウィリアムたちはギタイたちの砦を突破する。そして、軍用機ごとルーヴル・ピラミッドへと突っ込むのだった。
リタは、アルファ・ギタイに襲われて死亡した。だが、ウィリアムもまた、アルファ・ギタイに重症を負わされるが、オメガ・ギタイに爆弾を投げ、破壊する。その瞬間、再びウィリアムはタイムループ能力を手にし、目覚めるとロンドンを訪れる直前であった。
ギタイは消滅し、人類は勝利した。ウィリアムは、ブリガム将軍に地位を奪われることなく、少佐のままであった。そんな彼は、リタのもとを訪れる。「何か用？」とリタは言い、そんな彼女を見てウィリアムは笑うのだった。
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