天網擁有獨立意識後,對創造它的人類展開血腥屠殺。此後的歲月,約翰·康納(傑森·克拉科 Jason Clarke 飾)率領戰友和天網的機器人大軍進行著曠日持久的戰爭。在關鍵的一次戰役過後,天網將終結者派往1984年的洛杉磯,企圖殺害約翰的媽媽莎拉(艾米莉亞·克拉克 Emilia Clarke 飾)。而約翰則將自己最親密的戰友——同時也是他的生身父親凱爾·里斯(傑·科特尼 Jai Courtney 飾)派往過去。凱爾剛剛抵達洛杉磯便遭到液態金屬終結者T-1000(李秉憲 飾)的襲擊。與此同時,“老爹”(阿諾·施瓦辛格 Arnold Schwarzenegger 飾)則與莎拉聯手乾掉了終結者T-800(阿諾·施瓦辛格 Arnold Schwarzenegger 飾)。 似乎過去的事情悄然改變,凱爾則從時間旅行中的遭遇得到靈感,與莎拉穿越來至2017年,嘗試阻止天網的誕生……