Et tiår har gått siden John Connor (Nick Stahl) hjalp å redde menneskeheten fra masseødeleggelse. I en alder av 25 lever Connor nå "utenfor rekkevidde": ingen hjem, kredittkort, mobiltelefon eller jobb. Han kan umulig bli sporet opp av Skynet, det høyteknologiske nettverket av maskiner som en gang prøvde å drepe ham og erklærte krig mot menneskeheten. Men det var inntil T-X (Kristanna Loken) dukket opp, Skynets mest sofistikerte drapsmaskin noensinne. Sendt tilbake i tid for å avslutte jobben som forgjengeren ikke klarte å fullføre, er denne maskinen like hensynsløs som den menneskelige forkledningen er vakker. Connors eneste håp nå er Terminator (Arnold Schwarzenegger), hans mystiske eks-drapsmann. Sammen må de overvinne den teknologisk overlegne T-X og komme trusselen av dommedag i forkjøpet... eller bli vitne til vår sivilisasjons fall.