Một thập niên đã trôi qua kể từ khi John Connor cứu toàn thể nhân loại khỏi thảm họa diệt vong. Giờ đây, anh đã 25 tuổi và phải sống lang thang không nhà, không tiền, không điện thoại và thất nghiệp. Sau hai lần “giết hụt” John, Skynet lại đưa ra đại diện mới Terminatrix hay thường gọi là T-X nhằm tiêu diệt cả John lẫn vợ anh ta Kate Brewster người sẽ cùng anh lãnh đạo phong trào chống lại Skynet. Phe con người cũng bí mật gửi một Terminator CSM-101 có đôi chút cải thiện so với T-800 trở lại quá khứ bảo vệ hai người.