故事发生在未来，人类与机器之间的战争已经蔓延至全球。为了拯救人类的命运，抵抗军领导者卡尔·里斯向过去派遣特工凯尔·里斯回到现代寻找革命先驱——萨拉·康纳。然而，在他们成功会面后，意外的时空扭曲使得一台更加先进、致命的T-3000终结者同样穿越到现代，并追捕他们。随着时间紧迫，凯尔、萨拉和神秘盟友“全知者”必须联手对抗这个无情机器并改变未来的宿命。