Ett årtionde har gått sedan John Connor (Nick Stahl) hjälpte till att rädda mänskligheten från massförstörelse. Nu är Connor 25 och lever utanför samhället utan hem, kreditkort, mobiltelefon eller jobb. Det finns inget sätt han kan spåras på av Skynet, det högt utvecklade nätverket av maskiner som en gång försökte döda honom och föra krig mot mänskligheten, förrän T-X (Kristanna Loken), Skynets mest sofistikerade mördarmaskin hittills, dyker upp. Denna maskin har skickats bakåt i tiden för att slutföra hennes föregångares ofullbordade arbete och är lika obeveklig som hennes mänskliga förklädnad är vacker. Nu är Connors enda hopp Terminator (Arnold Schwarzenegger), hans mystiska före detta lönnmördare. Tillsammans måste de segra över den tekniskt överlägsna T-X och förekomma hotet om Domedagen . . . eller stå inför vår civilisations fall.