本片的故事设定在后启示录时代的2018年，约翰·康纳（克里斯蒂安·贝尔 饰）命中注定要去领导人类抵抗天网卫星和它的终结者军团。可是马可斯·莱特（萨姆·沃辛顿饰）的突然出现改变了康纳信仰中的未来状况，这个神秘陌生人最后记忆自己关押在死囚监狱。康纳必须判断马库斯到底是来自于未来，还是从过去被拯救出来的。正当天网卫星准备发起最后一轮攻击之时，康纳和马库斯开始了潜入天网卫星操作心脏的冒险旅程，在那里他们将揭示隐藏在人类灭亡背后的惊人秘密。2018年，距离那场灭绝了全球绝大部分人类的灾难“审判日”，已经过去了十余年，而人类与机器的斗争也一直在继续，始终未能分出胜负。人类在日复一日的地下抗争中逐渐的磨平了斗志，内部开始产生分歧，有人悲哀的看不到胜利的希望，而有人想在这场抗争里获得满足一己私欲的权力。这时候，救世军的一员，一位名叫约翰·康纳（克里斯蒂安·贝尔饰）的军人开始崭露头角，他拥有着一个极为特殊的身份，他的家庭，他的母亲和父亲都为阻止天网和审判日的降临而付出了自己的生命，而他的父亲来自未来，也就是现在，才出生不久……