On aasta 2018. John Connori (Christian Bale) saatus on juhtida inimkonna võitlust Skyneti ning selle terminaatorite armee vastu. Ent tulevikku, millest Connorile on maast madalast räägitud, võib muuta ootamatult ilmuv salapärane võõras Marcus Wright (Sam Worthington), kes ei mäleta muud, kui et viibis surmamõistetute osakonnas. Connor peab otsustama, kas teine on saadetud tulevikust või päästeti hoopis minevikust. Samal ajal, kui Skynet valmistub lõplikuks rünnakuks, asuvad Connor ja Marcus teekonnale, mis viib nad Skyneti südamesse ning kohutava saladuseni, mis on seotud terve inimsoo kavandatava hävitamisega.