1999.; Sarah Connor és tinédzser fia, a jövőben tomboló gépek elleni háború leendő vezetője, John immár két éve menekülnek a nyomukban lévő hatóságok és James Ellison FBI-ügynök elől. Mikor azonban elhatározzák, hogy egy új-mexikói kisvárosban letelepednek, újabb terminátorok tűnnek fel a jövőből; mindketten Johnt keresik.

Sarah felkeresi egyik régi barátját, akitől reméli, hogy segít új dokumentumokat, és személyazonosságot szerezni. A mind türelmetlenebb John eközben elszökik, és felkeresi Dixont. Az egyik terminátor eközben elindul, hogy megtalálja saját alkatrészeit, majd összeszerelje magát, és ismét űzőbe vegye a vadat.

Cameron és John azon igyekszik, hogy átlagos gimnáziumi tanulóként elvegyüljenek új környezetükben, ez azonban nem egyszerű. Sarah eközben Miles Dyson özvegyétől megtudja a Cyberdyne egyik volt, zseniális ifjú gyakornokának a nevét, aki időközben elkezdett egy szuperintelligens sakkozó komputeren dolgozni. Sarah úgy értékeli, ez lehet a jövőbeli Skynet alapja, és közbelép.

Sarah és John lopott fémek után kutatnak, melyeket a Skynet harcosai azért gyűjtögetnek egy titkos helyen, hogy a jövőben abból alkossák majd meg a Terminátorokat. John a hajsza során elszakad Sarah-tól és Camerontól, s veszélyes helyzetbe kerül. Ellison eközben tovább nyomoz, s meglepő eredményre bukkan.

Andy, a sakk-számítógépet építő zseni ismét felbukkan, és újraalkotott gépével részt vesz egy rangos nemzetközi versenyen. Sarah úgy véli, ő jelenti a legnagyobb veszélyt, ezért valahogy az útjába kell állni. A jövőből azonban felbukkan az emberi ellenállás egy harcosa is, aki szintén erre törekszik, s akiben Sarah megdöbbenve fedezi fel Kyle Reese rokonát.

Derek életét Charlie közbelépésével sikerül megmenteni, és hamarosan csatlakozik is Sarah-hoz a gépek elleni harcban. Félig öntudatlanul feltörnek benne a jövőbeli harc emlékei is, amikor a Skynet elleni háború egyik legjobb katonája volt, s maga John Connor jelölte ki a feladatra, hogy utazzon vissza az időben.

Sarah behatol Ellison ügynök lakásába, és megdöbbentő felfedezést tesz: lehet, hogy Ellisonnál van a Terminátor keze. Az FBI-ügynök eközben felkeresi Dr. Silbermannt, aki egykor Sarah pszichiátere volt a zárt intézetben, és megpróbálja kifaggatni. A találkozás mindkettejük számára megdöbbentő fordulatot vesz.

Derek kideríti, hogy Cameron nem semmisítette meg a Vick fejéből kiszedett chipet, amely így veszélyt jelenthet valamennyiükre. John azonban megpróbálja feltörni, és kinyerni a benne tárolt adatokat. Ennek során megtudja, hogy a Skynet harcosa élénken érdeklődött a Los Angeles-i városháza egyik számítógépes projektje, s annak tervezője iránt - akivel még együtt is élt.

Miután kapcsolatba lép egy rejtélyes örmény férfival, Sarkissian-nal, Sarah abban reménykedik, hogy vissza tudja szerezni tőle Andy sakkozógépét, a Törököt. Cromartie eközben, FBI-ügynökként mind közelebb kerül hozzájuk, amikor pedig minderre Ellison is rájön, a terminátor akcióba lendül. Derek eközben fontos információkat oszt meg Johnnal.