本片的故事設定在後啟示錄時代的2018年，約翰·康納（克裏斯蒂安·貝爾 飾）命中注定要去領導人類反抗天網衛星和它的終結者軍團。可是馬可斯·萊特（薩姆·沃辛頓 飾）的忽然出現改變了康納信仰中的未來狀況，這個神秘生疏人最後記憶自己關押在死囚監獄。康納必須判定馬庫斯到底是來自於未來，還是從過去被拯救出來的。正當天網衛星預備發起最後一輪攻擊之時，康納和馬庫斯開始了潛入天網衛星操作心髒的冒險旅程，在那裏他們將揭示隱藏在人類滅亡背後的驚人秘密。