
2018年。人類の滅亡を狙う機械軍〈スカイネット〉が起こした核戦争〈審判の日〉から、10年が経った。
ジョン・コナー(クリスチャン・ベイル)は、生き残った人間たちによる抵抗軍の指導者を引き受け、スカイネットとの戦いを決意する。ある日、ジョンは謎の男マーカス・ライト(サム・ワーシントン)と出会う。彼の体は半分が人間で、半分ターミネーターだった。記憶を失くしたマーカスは敵なのか味方なのか!?
一方、スカイネットも抵抗軍との決戦の準備を着々と進めていた。スカイネットの暗殺計画の第一リストは、少年カイル・リース。将来、タイムトラベルで過去に戻り、ジョンの父になる運命の少年だった。ジョンは自らの運命を守るべく、少年カイル・リースを保護する事ができるのか? ジョンは、彼らの新型ターミネーター製造を阻止する
ことを計画し、マーカスと共にスカイネットの心臓部へと入り込んでゆく。そこで二人は恐るべき秘密に遭遇する。ついに、人間と機械の最後の戦いが始まる・・・。