Omni Loop, göğsünde büyüyen bir kara delik yüzünden yalnızca bir haftalık ömrü kalan kuantum fizikçisi Zoya Lowe'un sıra dışı hikâyesini anlatıyor. Zoya, bu son haftayı defalarca yaşamıştır, ancak çevresindekiler onun bir zaman döngüsüne sıkıştığını bilmemektedir.
Kendisi bile kaç kez bu döngüyü deneyimlediğini hatırlamaz, ta ki genç ve parlak bir öğrenci olan Paula ile yolları kesişene kadar.
Paula ile tanışması, Zoya için her şeyi değiştirir.
İkili, Zoya'nın hayatını kurtarmak ve zamanın gizemlerini çözmek için birlikte çalışmaya başlar. Ancak bu kez, döngüyü kırmanın bir yolunu bulmaları gerekmektedir.
Zamanın sınırlarında geçen bu yolculuk, bilim ve insanlığın iç içe geçtiği bir mücadeleye dönüşür. Zoya ve Paula, gerçekliğin ötesine geçerek hem kaderlerini hem de evrenin işleyişini sorgular.