这是一个未来的世界，天下已经由机器人来操控。机器人想完全占有这个世界，把人类赶尽杀绝，然而却遇到了顽强抵抗的人类精英康纳。于是，终结者机器人T800受命回到1984年，杀害康纳母亲莎拉，目的是灭掉康纳的出生。 康纳得知后，火速派战士雷斯前往救援。雷斯来到1984年的洛杉矶，及时搭救了被机器人追杀的莎拉——她当时还是一个大学生。然而，人们把雷斯当成疯子，不相信未来机器人统治世界。 直到莎拉又一次遭到机器人追击，她才相信了这一切。奔走中她和雷斯相爱，怀上了未来的康纳，而雷斯也陷入和机器人的苦斗当中。人类世界能否从因为这场斗争改变原来的噩运？

上一部中，超级电脑“天网”阻止人类抵抗领袖John Connor诞生的行动失败，时隔13年后，在“审判日”到来之前，“天网”派出了更加先进的生化机器人T1000从公元前2029年回到洛杉矶追杀已经长大的John Connor，与此同时，John也派出了机器人T800 Model 101回去保护年幼的自己。此时，Sarah Connor因为怪异的言行而住进了精神疗养院，John Connor则和养父母住在一起，行为叛逆。T800 Model 101找到他们，在逃避T1000追杀过程中，获得了二人的信任。

《终结者2：审判日》发生的27年后，由于未来天网派来T-800成功杀死年幼的约翰，以致令未来产生变化，一个全新进化的液态金属终结者从未来派出，目的是追杀持有关键讯息的丹妮·拉莫斯、半生化人葛蕾丝和她的朋友。这使莎拉·康纳以及成功杀死约翰的T800终结者前来帮助她们一行人，以共同为了人类的未来而战。