Pada tahun 2044, Joe yang berusia 25 tahun bekerja sebagai pembunuh bayaran atau 'looper' untuk sebuah sindikat kejahatan di Kansas City. Di masa depan, tepatnya tahun 2074, teknologi pelacak sudah terlalu canggih sehingga hampir mustahil menghilangkan mayat tanpa jejak.

Karena itu, sindikat mengirim target mereka ke masa lalu untuk dieksekusi. Di bawah kendali seorang pria dari masa depan bernama Abe, para looper membunuh korban yang wajahnya ditutup, lalu mengambil batangan perak yang terikat di tubuh target sebagai bayaran.

Untuk menghapus semua jejak keterlibatan, para looper yang berhasil bertahan hidup hingga 2074 akan dikirim kembali ke masa lalu dan dibunuh oleh diri mereka sendiri yang lebih muda. Proses ini disebut 'menutup lingkaran' atau closing the loop. Target jenis ini ditandai dengan batangan emas, sebagai penanda berakhirnya kontrak seorang looper.

Suatu hari, Seth, teman Joe, datang dalam keadaan panik setelah gagal membunuh dirinya sendiri dari masa depan. Versi tua Seth berhasil kabur setelah memperingatkan bahwa sosok misterius bernama 'The Rainmaker' akan menjatuhkan lima bos besar dan menutup semua lingkaran.

Joe dengan terpaksa menyembunyikan Seth, namun akhirnya membocorkan lokasinya setelah Abe mengancam akan menyita setengah tabungan peraknya. Seth pun ditangkap oleh pasukan elit Abe, Gat Men, yang menyiksanya secara brutal hingga versi tuanya merasakan dampak yang sama, sebelum akhirnya tewas.

Masalah semakin rumit ketika target berikutnya yang muncul di hadapan Joe ternyata adalah dirinya sendiri di masa depan, dengan wajah terbuka dan tangan tak terikat. Joe versi tua berhasil melumpuhkan Joe muda dan kabur. Saat Joe kembali ke apartemennya yang sudah porak-poranda, ia terlibat perkelahian dengan Kid Blue, salah satu Gat Men, hingga terjatuh dan pingsan.

Dalam garis waktu lain, Joe sebenarnya berhasil membunuh dirinya yang lebih tua. Ia kemudian pindah ke Shanghai, namun menghabiskan seluruh uangnya dalam waktu sepuluh tahun akibat kecanduan narkoba dan gaya hidup liar. Setelah jatuh miskin, ia kembali menjadi pembunuh bayaran.

Tujuh belas tahun kemudian, ia menikah dan berhasil lepas dari kecanduan berkat istrinya. Namun tiga tahun berselang, sang istri tewas saat Joe ditangkap untuk menutup lingkarannya sendiri. Joe tua berhasil melawan, lalu mengirim dirinya kembali ke tahun 2044, menciptakan perubahan besar pada takdirnya.