Omni Loop konusunda Kuantum fizikçisi Zoya Lowe (Mary-Louise Parker), göğsünde büyüyen gizemli bir kara delikle ve yalnızca bir haftalık ömrü kaldığı gerçeğiyle yüzleşmektedir. Ancak Zoya’nın bu kısa süresi, kendini sürekli aynı günü tekrar yaşadığı bir zaman döngüsüne hapsolmuş bulmasıyla beklenmedik bir şekilde uzar. Zamanın bu tekrarı yalnızca onun farkında olduğu bir gerçekliktir; ne doktorları ne de ailesi durumdan haberdardır.
Bu döngüden kurtulmanın ve hayatını kurtarmanın yollarını arayan Zoya, dahi bir öğrenci olan (Ayo Edebiri) ile tanışır. İkili, zaman yolculuğunun sınırlarını zorlayan teoriler üzerinde çalışırken, Zoya bu deneyimle geçmişine, pişmanlıklarına ve insan olmanın anlamına yeni bir ışık tutar. Her döngü, Zoya’ya bir şeyler öğretirken, zamanın sınırlarının ötesine geçmenin anahtarını bulması için bir ipucu sunar.
Omni Loop, bilim ve insan duygularının harmanlandığı, hem felsefi hem de gerilim dolu bir hikaye sunuyor. Zoya’nın zamanla yarışan hikayesi, hayatın en karanlık anlarında bile anlam bulma mücadelesini gözler önüne seriyor.