Setahun setelah kakak perempuannya, Melanie, menghilang secara misterius, Clover dan teman-temannya memutuskan untuk kembali ke lembah terpencil tempat kejadian itu. Saat mereka menggeledah pusat informasi yang terbengkalai, mereka malah menjadi sasaran seorang pembunuh bertopeng. Satu per satu, mereka dibunuh secara tragis, hanya untuk kemudian terbangun dan menyadari bahwa mereka kembali ke awal malam yang sama.
Seorang wanita muda, Melanie (Maia Mitchell), merangkak ketakutan di dalam sebuah terowongan gelap. Ia sedang dikejar oleh seorang pembunuh yang mengenakan topeng seperti badut. Melanie berhasil keluar ke permukaan, tetapi si pembunuh menemukannya. Sambil memohon untuk tidak dibunuh “lagi”, si pembunuh dengan kejam menghantamkan beliungnya ke tubuh Melanie.
Lima orang sahabat—Clover (Ella Rubin), mantan pacarnya Max (Michael Cimino), serta teman-teman mereka Megan (Ji-young Yoo), Nina (Odessa A’zion), dan pacar Nina, Abe (Belmont Cameli)—sedang dalam perjalanan untuk mencari Mel, yang merupakan saudara perempuan Clover. Petunjuk terakhir mereka adalah sebuah video yang dikirim Mel kepada Clover setelah mereka bertengkar.
Mereka berhenti di sebuah pom bensin yang terlihat di video Mel dan bertemu dengan petugasnya yang menyeramkan, Dr. Alan Hill (Peter Stormare). Ia memperingatkan mereka bahwa banyak orang telah hilang di sebuah tempat terdekat bernama Glore Valley.
Kelima sahabat itu melanjutkan perjalanan di tengah badai, hingga mereka tiba di depan sebuah pusat pengunjung yang anehnya tidak tersentuh hujan sama sekali. Mereka masuk untuk mencari jejak Mel. Di dalam, mereka menemukan banyak poster orang hilang, termasuk poster Melanie. Nina menemukan buku tamu dengan nama Melanie tertulis 13 kali. Tiba-tiba, mobil Abe menyala dengan sendirinya, menambah suasana mencekam.
Tiba-tiba, Pembunuh Bertopeng Badut muncul. Ia secara brutal membunuh Abe dengan membelah tubuhnya menjadi dua. Max mencoba melawan tetapi tewas setelah pisaunya sendiri ditusukkan ke matanya hingga menembus ke belakang kepala. Kepala Megan dihancurkan ke dinding. Clover berhasil kabur ke hutan, tetapi si pembunuh menyudutkannya dan menusuknya dari belakang.
Seketika, sebuah jam pasir misterius berputar, dan kelima sahabat itu hidup kembali di dalam pusat pengunjung. Kali ini, mereka menemukan poster orang hilang dengan wajah mereka sendiri. Keanehan supernatural mulai terjadi. Megan tiba-tiba kerasukan, tubuhnya terpelintir dengan menyakitkan hingga ia tewas lagi. Clover diserang oleh seorang penyihir yang mengatakan bahwa mereka akan merasakan penderitaan para korban Glore Valley sebelumnya. Sementara itu, Max, Abe, dan Nina dibunuh dengan cara yang berbeda.
Malam kembali berulang. Kelimanya hidup lagi di dalam kamar mandi. Melihat air keran yang bersih, mereka meminumnya. Tiba-tiba, Abe meledak dengan hebat, disusul oleh Nina. Anggota tubuh Megan meledak satu per satu. Saat Clover pasrah menunggu gilirannya, Dr. Hill muncul dan membisikkan kata-kata misterius sebelum Clover juga meledak.
Setelah hidup kembali sekali lagi, mereka menemukan informasi tentang bencana tambang yang pernah terjadi di Glore Valley, di mana lebih dari 1100 orang tewas. Max menemukan sebuah kaset video yang menampilkan seorang pria yang terjebak dalam lingkaran waktu yang sama seperti mereka, perlahan berubah menjadi makhluk mengerikan. Di dalam rekaman itu, Dr. Hill menjelaskan bahwa pria itu telah menjadi wendigo. Kelima sahabat itu pun sadar bahwa Hill sengaja menjebak mereka di sana untuk tujuan yang sama. Hill memberitahu mereka bahwa satu-satunya cara untuk selamat adalah jika salah satu dari mereka bersedia mati secara sukarela.
Dr. Hill kemudian mengejek Clover dengan mengatakan bahwa Melanie bersamanya. Saat Clover pergi mencarinya, Abe menyarankan agar mereka mengorbankan Clover saja, karena Clover pernah mencoba bunuh diri sebelumnya. Mendengar itu, Nina dengan marah membunuh Abe. Di hutan, Clover, Max, dan Megan diserang oleh para wendigo. Mereka bertemu dengan Melanie, yang ternyata telah berubah menjadi wendigo. Merasa bersalah, Clover meminta Max untuk menggorok lehernya agar malam itu bisa berulang kembali.
Sebuah kilas balik menunjukkan pertengkaran terakhir antara Clover dan Melanie sebelum Melanie pergi. Clover kemudian terbangun bersama teman-temannya (kecuali Megan). Tubuh mereka mulai menunjukkan tanda-tanda perubahan menjadi wendigo. Mereka menemukan video di ponsel mereka yang menunjukkan Megan selamat di putaran sebelumnya dan mengikuti Dr. Hill ke kantornya.
Keempat sahabat itu mengikuti jejak Megan ke kantor Hill, di mana para wendigo kembali menyerang. Clover melawan wendigo-Melanie dan berhasil membunuhnya, memberikan kedamaian pada arwah kakaknya. Sementara yang lain menahan serangan, Clover menemukan Megan terkunci di sebuah ruangan sanitorium bersama Dr. Hill dan sesosok wendigo yang dirantai. Hill menjelaskan bahwa ia melakukan eksperimen berdasarkan rasa takut para korbannya.
Saat Hill tidak melihat, Clover meneteskan air terkutuk ke dalam cangkir kopinya. Hill terlambat menyadarinya. Ia mencoba menyerang Clover sebelum tubuhnya meledak berkeping-keping. Clover berhasil membebaskan Megan, sementara Max, Nina, dan Abe menghancurkan kepala si Pembunuh Bertopeng Badut.
Akhirnya, kelima sahabat itu merangkak keluar dari bawah tanah saat fajar menyingsing. Mereka masuk ke mobil Abe dan pergi dari Glore Valley untuk selamanya.
Mid-Credit Scene: Rekaman kamera pengawas di kantor Hill menunjukkan sebuah van berhenti di depan sebuah kabin bersalju, menjadi penghubung ke awal cerita dari video game yang menjadi dasar film ini.
