Действие фильма начинается в 2003 году. Осуждённый на смертную казнь заключённый Маркус Райт подписывает со страдающей неизлечимой формой рака сотрудницей компании «Кибердайн Системс» доктором Сереной Коган договор о посмертной передаче своего тела этой компании для научных исследований.
После этого посредством смертельной химической инъекции приговор приводится в исполнение. В следующей сцене на экране появляются титры, повторяющие и дополняющие титры из первого фильма. В постапокалиптическом 2018 году Джон Коннор (Кристиан Бейл) – один из командиров Сопротивления – противостоит электронному мозгу Скайнет и армии терминаторов. Среди солдат сопротивления Коннор постепенно становится лидером, хотя он всего лишь один из командиров, возглавляющий отряд сопротивления. Коннор участвует в атаке отряда разведки на одну из баз Скайнета, организованной главным штабом сопротивления. В компьютере базы Джон обнаруживает чертежи новой серии терминаторов T-800...