这是一个未来的世界，天下已经由机器人来操控。机器人想完全占有这个世界，把人类赶尽杀绝，然而却遇到了顽强抵抗的人类精英康纳。于是，终结者机器人T-800（阿诺•施瓦辛格 Arnold Schwarzenegger饰）受命回到1984年，杀害康纳母亲莎拉（琳达•汉密尔顿 Linda Hamilton 饰），目的是灭掉康纳的出生。 康纳得知后，火速派战士雷斯（迈克尔•比恩 Michael Biehn 饰）前往救援。雷斯来到1984年的洛杉矶，及时搭救了被机器人追杀的莎拉——她当时还是一个大学生。然而，人们把雷斯当成疯子，不相信未来机器人统治世界。 直到莎拉又一次遭到机器人追击，她才相信了这一切。奔走中她和雷斯相爱，怀上了未来的康纳，而雷斯也陷入和机器人的苦斗当中。人类世界能否从因为这场斗争改变原来的噩运？
天网拥有独立意识后，对创造它的人类展开血腥屠杀。此后的岁月，约翰·康纳（杰森·克拉科 Jason Clarke 饰）率领战友和天网的机器人大军进行着旷日持久的战争。在关键的一次战役过后，天网将终结者派往1984年的洛杉矶，企图杀害约翰的妈妈莎拉（艾米莉亚·克拉克 Emilia Clarke 饰）。而约翰则将自己最亲密的战友——同时也是他的生身父亲凯尔·里斯（杰·科特尼 Jai Courtney 饰）派往过去。凯尔刚刚抵达洛杉矶便遭到液态金属终结者T-1000（李秉宪 饰）的袭击。与此同时，“老爹”（阿诺·施瓦辛格 Arnold Schwarzenegger 饰）则与莎拉联手干掉了终结者T-800（阿诺·施瓦辛格 Arnold Schwarzenegger 饰）。
似乎过去的事情悄然改变，凯尔则从时间旅行中的遭遇得到灵感，与莎拉穿越来至2017年，尝试阻止天网的诞生……
