故事發生在《终結者2》10年之後,终結者又回来了。 此時John Connor(Nick Stahl) 饰)已经22岁,他的母亲去世後,他过着隱姓埋名的生活,不愿意面对即将到来的命运。但是,命运并不以他的意志為轉移,“天網”经歷了两个失敗之後,派出了更為先進的T-X终結者(Kristanna Loken 饰)来追杀他,人類也同样送回了T-800改良後的终結者T-850(Arnold Schwarzenegger饰)保護John。 John巧遇了儿時的伙伴,兽医Kate Brewster(Claire Danes 饰),Kate的父亲是美國军方“天網”系統的负责人,她本人也将成為人類叛军的副統领,理所当然成了T-X的打擊对象。二人在T-850的保護下,開始了逃亡之路。 同時,美國電脑系統病毒入侵,人類束手無策之下准備啟用“天網”,一旦“天網”接管美國军方防御系統,人類将首当其衝的被消灭。 面对已经發生的未来,John Connor和Kate Brewster决定奋起反抗,在T-850的帮助下,他们将又一次改变人類的命运。