Semua ingat dengan akhir dari Terminator 2: Judgment Day? Kalau kalian ingat, seharusnya Skynet sudah hancur bersamaan dengan hancurnya T-1000 dan T-800. Tapi rupanya kehancuran tersebut bukanlah akhir dari segalanya. Sarah (Linda Hamilton) dan John memang hidup, tapi hidup mereka jauh dari kata tenang.
Sarah dan John kerap berpindah negara, karena ternyata Skynet mengirimkan lebih dari satu Terminator. Hari nahas akhirnya tiba, salah satu T-800 berhasil melacak Sarah dan membunuh John. Walaupun judgment day sudah dibatalkan, tetapi kehilangan anaknya sendiri membuat Sarah terpukul hebat. Sarah akhirnya menghilang dari publik, dan menjadi buronan di banyak negara.
Beberapa tahun setelah kejadian tersebut, Terminator kembali datang ke masa kini dan mengincar Daniella Ramos (Natalia Reyes). Beruntung Daniella tidak sendirian, dia dijaga oleh Grace (Mackenzie Davis) yang merupakan manusia dengan upgrade bionic dari masa depan yang menjadikan dirinya sama kuatnya dengan Terminator.
Dalam proses kejar-kejaran, Daniella harus kehilangan sang adik dan nyaris dibunuh oleh Terminator baru yang disebut sebagai Rev-9. Untunglah di saat yang bersamaan Sarah Connor datang membantu. Dengan bantuan Sarah, Rev-9 berhasil dipukul mundur.
Daniella yang melihat peluang melarikan diri, memutuskan untuk lari membawa kabur mobil Sarah. Tapi sayang, efek dari pertempuran melawan Rev-9 rupanya cukup fatal bagi Grace. Hasilnya, Grace dan Daniella harus diselamatkan kembali oleh Connor.
Sarah Connor lalu bercerita mengenai masa lalu dirinya yang berhasil menyelamatkan manusia dari judgment day. Pada sisi lainnya, Grace bercerita kalau di masa depan tidak ada yang namanya Skynet, hanya ada Legion yang merupakan program manusia untuk berperang melawan cyber attack. Legion pada akhirnya memberontak dan menyerang manusia dengan robot pembunuh yang disebut sebagai Rev.