Er zijn tien jaar verstreken sinds John Connor (Nick Stahl) de massale vernietiging van de mensheid hielp voorkomen. Nu, op zijn 25e, leidt Connor een verborgen leven: geen huis, geen creditcards, geen mobiele telefoon of baan. Skynet, het hoogontwikkelde netwerk van machines dat hem en de mensheid ooit probeerde om te brengen, kan hem zo onmogelijk opsporen. Totdat T-X (Kristanna Loken) verschijnt, de meest geavanceerde moordmachine van Skynet tot nu toe. Deze machine, die even vastberaden is als mooi in haar menselijke vermomming, wordt teruggestuurd in de tijd om de klus van haar voorganger af te maken. De enige die Connor nu nog kan redden is zijn mysterieuze moordenaar van weleer: de Terminator (Arnold Schwarzenegger). Samen zullen zij de technologisch superieure T-X moeten uitschakelen en de dreigende Judgment Day moeten voorkomen, anders is het einde van onze beschaving onafwendbaar.