Починається фільм з дуже знайомою сцени в Лос-Анджелесі 2029 року. Там йдуть найжорстокіші бої між машинами і людьми. А закадровий голос розповідає про те, що гряде судний день в результаті смертей мільярдів людей.
Після цього нам показують штаб Джона Коннора. Там Коннор і його кращий друг, Кайл Різ, з іншими воїнами планують зробити наліт на табір Скайнет, де було вбито багато людей. Сам Коннор вважає, що під цим лагерём прихована секретна лабораторія. А в цій лабораторії займаються розробкою машини часу. У той час, як вони планують свої дії, війська Опору штурмують бункер, який знаходиться в горах Шайєнн, там знаходиться серце Скайнет.
У табір періодично привозять полонених на вантажівках, якими керують термінатори. У таборі полонених відводять в величезні печі і спалюють. Чому вони так роблять, а не вбивають людей на поле бою: невідомо.
Ретельно пропланіровав всі свої дії, Коннор зі своїми бійцями непомітно на вантажівці пробралися в табір Скайнет, саме в саме охороняється місце. Там вони почали атаку всередині табору. Під час цих дій прилітають вертольоти опору, і одним з них управляє Різ. Він залетів на вертольоті прямо в ангар разом з Коннором. Там, в ході бою, загинуло багато людей і всі роботи оточили Риза з Коннором. Але виявилося, що тим часом війська Опору захопили бункер в горах, про який говорилося раніше. І все термітатори просто відключилися. Що означає беззмістовність смерті армії Коннора.
Після цього Коннор з усіма вижили вирушили на пошуки машини часу. Вони знайшли її і вирішили відправити Риза в минуле в 1984 рік, що б він перехопив першого Т-800. Різ заліз в машину часу, але тут виявилося, що один з їхніх бійців термінатор новітньої моделі Т-5000. Він перетворився в купу маленьких нанороботів, і вони захопили мозок Різа і він, не в змозі цьому опиратися, відправився в минуле.
У наступній сцені вже показують 1984 рік. Там перший Т-800 вирушив на пошуки одягу у панків. Але тут прийшов другий Т-800, після цього почався рукопашний бій між двома терминаторами. Здавалося, що новий робот здобуває перемогу, але один старого термінатора підстрелив іншого з протитанкової гармати.
Після цього показують Різа, який потрапив в якийсь провулок і вкрав у бомжа штани. Поліція почала женуться на Різом, але він відібрав у одного револьвер і питав дату, але виявилося, що це модель Т-1000. Різ почав бігти, але дорогу йому перекрив напарник Т-1000 - Т-850. Різ сховався в магазині, де знайшов собі трохи одягу. Але в один в магазин увірвалася машина, яку вели Сара Коннор і "хороший" термінатор Т-800. Сара каже, щоб Різ їхав з нею, після чого була довга погоня, але їм вдалося сбежать- вони сховалися на якийсь звалищі автомобілів.
Після нам показують сцену з дитинства Сари. Вона гуляла біля озера, але тут з'являється Т-1000, він убив її батьків і збирався вбити і Сару, але її врятував Т-800. Після цього спогади, Сара розповіла про те, що Т-800 замінив їй сім'ю і вона називала його Папанов. Вона розповіла про те, що Татусь дуже серйозно займався її воспітаніем- він дуже багато читав і в перервах своїх навчань він дуже часто гуляв з Сарою.
Після цих теплих спогадів на звалище приїхали Т-850 і Т-1000. Здавалося, що все. Але Сара розчинила Т-1000 кислотою, а Різ якось бився з Т-850. Після бійки Різ без свідомості бачить сцену з дитинства, як йому дарували айпод, а там було додатки Генезис, яке повинно було зробити переворот в інтернеті, але це була чергова версія Скайнет, яку теж необхідно було знищити.
В кінці Татусь Сари, Т-800, пожертвував собою для вибуху Скайнет і Джона, але після вибуху його осколки потрапили до ємності виготовлення Т-1000. І в підсумку рідкий метал поліпшив Т-1000. І після герої залишилися живі, і нам показали підвал, в якому закінчився створення Т-5000. Значить нам варто очікувати ще продовження фільму.