Der Meteorologe Phil Connors (Bill Murray) arbeitet bei einem Fernsehsender in Pittsburgh, Pennsylviana, als Moderator bei der Wettervorhersage. Am 1. Februar fährt der egozentrische, unkollegiale und menschenverachtende Zyniker mit der Aufnahmeleiterin Rita (Andie MacDowell) und dem Kameramann Larry (Chris Elliott) nach Punxsutawney, um dort am nächsten Tag – wie in den letzten drei Jahren auch – eine Reportage über das von ihm verabscheute alljährliche Ritual am Groundhog Day (Tag des Murmeltiers) zu drehen. Während Rita und Larry Zimmer in einem Hotel reserviert haben, zieht Phil es vor, in einer Frühstückspension zu übernachten.

Am 2. Februar um 6.00 Uhr schaltet sich der Radiowecker ein. Sonny & Cher singen: „… Then put your little hand in mine / There ain’t no hill or mountain we can’t climb.“ Auf der Treppe wird Phil von einem anderen Gast (Ken Hudson Campbell) fröhlich angesprochen, aber er geht mit einer verächtlichen Äußerung weiter. Mrs Lancaster (Angela Paton), die zwar liebenswürdige, aber etwas tollpatschige Wirtin der Pension, kann mit seiner Frage nach Espresso oder Capuccino nichts anfangen. Wahrscheinlich wisse sie nicht, wie man die Wörter schreibe, murmelt Phil und gießt widerwillig normalen Kaffee in seine Tasse. Auf der Straße ruft jemand seinen Namen und kommt angelaufen: Ned Ryerson (Stephen Tobolowsky), ein früherer Mitschüler, den er seit zwanzig Jahren nicht mehr gesehen hat und den er eigentlich auch jetzt lieber nicht sehen möchte. Ned, der Versicherungsvertreter geworden ist, merkt nicht, wie er Phil nervt. Der lässt ihn schließlich stehen – und tappt, als er die Straße überquert, in eine Pfütze. Nach der kurzen, routiniert durchgeführten Reportage über das Ritual mit dem Murmeltier drängt Phil, gleich wieder nach Pittsburgh zurückzufahren. Anders als von ihm vorhergesagt, werden sie unterwegs von einem Schneesturm überrascht, und weil der Highway blockiert ist, müssen sie nach Punxsutawney zurückkehren und noch einmal dort übernachten.

Wieder wird Phil um 6.00 Uhr geweckt – mit derselben Musik und denselben Gute-Laune-Sprüchen wie am Vortag. Ein Blick aus dem Fenster erhärtet seinen Verdacht: Die Menschen strömen zum Murmeltier-Ritual. Es ist Groundhog Day! 2. Februar!

Alles ist wie am Vortag: Auf der Treppe begegnet Phil dem anderen Gast, Mrs Lancaster fragt, wie er geschlafen habe, auf der Straße geht er an einem alten Bettler (Les Podewell) vorbei. Ned ist verblüfft, weil Phil sich nicht nur sofort an seinen Namen erinnert, sondern auch errät, dass er Versicherungsvertreter ist. Bevor Phil sich an diesem Abend schlafen legt, zerbricht er einen Bleistift, um zu sehen, was passiert.

Wie befürchtet, ist der Bleistift wieder ganz, als sich der Wecker um 6.00 Uhr einschaltet. Phil erlebt den 2. Februar zum dritten Mal. Diesmal weigert er sich, die Reportage zu machen und bittet Rita um Hilfe, weil er in einer Zeitschleife gefangen ist. Die Aufnahmeleiterin geht davon aus, dass er krank ist und schickt ihn zum Neurologen (Harold Ramis). Der röntgt seinen Kopf, findet aber nichts Abnormales und schickt Phil deshalb zum Psychiater (David Pasquesi), der dem Geplagten allerdings auch nicht helfen kann.

Den Abend verbringt Phil in einer Kneipe. Von dort bricht er mit zwei Betrunkenen auf. Weil Gus und Ralph (Rick Ducommun, Rick Overton) kaum noch stehen können, setzt Phil sich ans Steuer ihres Wagens. Als er ihnen erzählt, dass es für ihn kein Morgen gebe, bringen sie ihn auf die Idee, dass er dann alles tun kann, wozu er Lust hat. Das macht ihn euphorisch. Er drückt aufs Gas und hängt einen Streifenwagen ab, der ihn verfolgt. Irgendwie gerät er aufs Bahngleis und fährt ein Stück weit mit dem Auto auf den Schienen. Als ein Zug entgegenkommt und die beiden anderen Männer sich entsetzt in ihre Sitze drücken, lacht er und weicht erst im allerletzten Augenblick aus. Aber nachdem er den Wagen zu Schrott gefahren hat, wird er von der Polizei verhaftet.

Um 6.00 Uhr erwacht er wieder in seinem Bett in der Pension. Diesmal genießt er es, denn er weiß nun, dass sein Verhalten keine Konsequenzen hat. Gut gelaunt küsst er Mrs Lancaster auf die Wange, Ned schlägt er dagegen mit einem Kinnhaken zu Boden. Rita und Larry fahren wie geplant nach Pittsburgh zurück, aber Phil beschließt spontan, in Punxsutawney zu bleiben.

Er spricht eine attraktive Frau an und entlockt ihr nicht nur ihren Namen – Nancy Taylor (Marita Geraghty) –, sondern auch ein paar Einzelheiten über ihr Leben.

Das Wissen macht er sich zunutze, als er den Groundhog Day zum fünften Mal durchlebt: Er gibt sich als früherer Mitschüler Nancys aus und beeindruckt sie mit angeblichen Wertschätzungen von Dingen, von denen er weiß, dass sie ihr gefallen. Nur weil er zweimal versehentlich Rita zu ihr sagt, lehnt sie seinen Heiratsantrag ab und geht auch nicht mit ihm ins Bett.

Weil er alles schon einmal erlebt hat, nutzt er den Zeitpunkt, in dem die Fahrer eines Geldtransporters (Chet Dubowski, Doc Erickson) abgelenkt sind und raubt unbemerkt einen der Geldkoffer.

Damit Rita nicht wegfahren kann, reißt er die Zündkabel aus dem Übertragungswagen. Jedes Mal, wenn er merkt, dass er eine Chance versäumt hat, Rita zu gefallen, dreht er die Zeit zurück und beginnt vor dem Fehler neu. Sie vermutet schließlich, er habe eine ihrer Freundinnen ausgefragt, weil er so viel über sie weiß.

Vor dem Fernsehgerät in der Pension kommen die anderen Gäste (Evangeline Binkley, Samuel Mages, Ben Zwick) nicht aus dem Staunen heraus, weil Phil bei der Quizsendung „Jeopardy“ alle Fragen richtig beantwortet, manchmal bereits, bevor der Moderator die Frage überhaupt gestellt hat.

Als sich der Radiowecker pünktlich um 6.00 Uhr einschaltet, zertrümmert Phil ihn. Aber das hilft nichts: Gleich darauf ertönt wieder derselbe Schlager, und das Gerät steht auf dem Nachttisch, als sei nichts geschehen.

In seiner Reportage spottet Phil diesmal über das Ritual mit dem Murmeltier.

Danach verabschiedet er sich von Rita und versucht, sich umzubringen. Er raubt den Pickup mit dem Murmeltier und stürzt sich damit in einen Abgrund. Das Wrack explodiert, aber um 6.00 Uhr liegt Phil wieder in seinem Bett. Im Schlafanzug geht er in den Frühstücksraum, nimmt wortlos den Toaster mit, legt sich in die Badewanne und wirft den eingeschalteten Toaster ins Wasser. Dann wirft er sich vor einen Lastwagen und springt vom Kirchturm. Beim Frühstück berichtet er Rita von seinen zahllosen Suizidversuchen. Weil er sie alle überlebt hat, behauptet er, ein Gott zu sein, und um es Rita zu beweisen, stellt er ihr nicht nur die Kellnerin Doris (Robin Duke), sondern auch ein halbes Dutzend Gäste mit Namen und Einzelheiten ihres Werdegangs vor und sagt dann richtig voraus, dass der Kellner in fünf Sekunden ein Tablett fallen lasse. Rita ist sprachlos. Phil kündigt Larry an und schreibt auf einen Zettel, was dieser sagen wird. Endlich glaubt ihm Rita, dass er in einer Zeitschleife gefangen ist. Sie erklärt sich bereit, die nächsten vierundzwanzig Stunden mit ihm zu verbringen und die Augen offen zu halten, um hinter das Geheimnis zu kommen.

Gegen 3 Uhr nachts schläft sie neben ihm ein.

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Um 6.00 Uhr ertönt der Radiowecker. Phil liegt wie immer allein in seinem Bett.

An diesem Morgen unterhält er sich freundlich mit dem anderen Gast auf der Treppe, gibt dem Bettler etwas Geld und umarmt Ned Ryerson so herzlich, dass dieser es vorzieht, sich sofort wieder zu verabschieden. Für Rita und Larry, die wie immer bereits auf ihn warten, bringt er heißen Kaffee und Donuts mit. Anders als sonst macht er konstruktive Vorschläge für die Gestaltung der Reportage, fragt aber auch die Kollegen nach ihrer Meinung und hilft Larry, die Kamera umzusetzen. In der Reportage äußert er sich verständnisvoll und warmherzig über das Ritual mit dem Murmeltier.

Phil überredet eine Klavierlehrerin (Peggy Roeder), ihre Schülerin (Angela Gollan) fortzuschicken und ihn zu unterrichten. Rita kann es kaum fassen, als sie sieht, wie kunstvoll er eine Eisfigur gestaltet. Den Bettler, der sich kaum noch auf den Beinen halten kann, bringt Phil ins Krankenhaus, kann aber nicht verhindern, dass er an Altersschwäche stirbt. Andere Obdachlose lädt er zum Essen ein. Einen sterbenden Penner versucht er durch Mund-zu-Mund-Beatmung zu retten. Jeden Morgen aufs Neue fängt Phil einen Jungen (Shaun Chaiyabhat) auf, der in einen Baum geklettert ist und herunterfällt. Als drei alte Damen (Barbara Ann Grimes, Ann Heekin, Lucina Paquet) mit einer Reifenpanne liegen bleiben, ist Phil zur Stelle und wechselt den Reifen. Während ein Mann namens Buster Green (Brian Doyle-Murray) mit seiner Frau (Brenda Pickleman) und den Kindern (Amy Murdoch, Eric Saiet) im Restaurant isst, verschluckt er sich und droht zu ersticken. Schon steht Phil hinter ihm und rettet ihm durch einen beherzten Schlag auf den Rücken das Leben. Außerdem überredet er Freds (Michael Shannon) Vater, sein Nein zur geplanten Hochzeit seines Sohnes mit Debbie (Hynden Walch) zurückzunehmen.

Larry versucht, sich an Nancy Taylor heranzumachen und geht mit ihr und Rita zu einer Party. Phil sitzt am Flügel und spielt zum Entzücken seiner Klavierlehrerin Boogie-Woogie, als ob er das bereits jahrelang geübt hätte. Während er mit Rita tanzt, kommen immer wieder Leute auf ihn zu und bedanken sich für seine Hilfe. Ned erzählt Rita, Phil habe alle Arten von Versicherungen bei ihm abgeschlossen, als sie sich nach zwanzig Jahren zum ersten Mal wiedersahen.

Als Höhepunkt der Party werden Junggesellen versteigert. Die Einnahmen sind für einen guten Zweck. Rita bietet für Phil alles Geld, das sie in ihrer Handtasche hat und bekommt den Zuschlag. Sie folgt ihm auf sein Zimmer. Er macht ihr eine Liebeserklärung, und sie küssen sich.

Um 6.00 Uhr schaltet sich der Radiowecker ein, diesmal mit dem Schluss des Songs von Sonny & Cher: „I got you babe.“ Rita liegt neben Phil im Bett. Er springt auf und vergewissert sich durch einen Blick aus dem Fenster, dass die Straßen ausgestorben sind. Der Tag des Murmeltiers ist vorbei! Endlich ist der 3. Februar angebrochen.

Als das Paar aus der Tür tritt, erklärt Phil, er sei glücklich, finde es wunderbar in Punxsutawney und würde gern mit Rita hierbleiben.