A robbanást követően Cameron életben marad, de megsérül a chipje, aminek következtében ismét pusztító üzemmódba áll, és megsemmisítendő célpontként azonosítja Johnt. Charley eközben kétségbeesetten keresi Johnt és Sarah-t, mert nem tudja, hogy élnek -e még. Anya és fia Cameron elöl próbál menekülni, aminek egy nagy karambol lesz a vége. Sarah megsérül, de később sikerül elkapniuk Cameront, és kiemelni a chipjét. Sarah úgy dönt, hogy végleg meg kell semmisíteniük, de John az utolsó pillanatban mégis reaktiválja a robotlányt.

Az Ellenállás újabb harcost küld vissza a jövőből, aki azonban megsérül. Mielőtt meghalna, mégis figyelmezteti Sarah-t egy bizonyos Greenwayre, aki veszélyes lehet. Derek segítségével Sarah megtudja, hogy Greenway egy közeli atomerőmű biztonsági szakembere. Az erőműben két nap múlva reaktorpróbára készülnek. Ám Greenwayt megöli a kiborg Weaver, és felölti az alakját.

Charley és felesége, Michelle elhagyják a várost, hogy biztonságba kerüljenek. A Terminátor azonban nyomon követi őket, és egy benzinkútnál elrabolja a kocsit, Michelle-lel együtt. Charley kétségbeesetten kér segítséget Sarah-tól, aki Derekkel együtt útnak is indul. Rátalálnak Michelle-re de a rejtekhelyen rájönnek, hogy az egész csak csapda volt, és a Terminátor időközben John után vetette magát. Amikor Sarah felhívja a fiát, hogy figyelmeztesse, a kiborg lehallgatja a telefont, majd Sarah hangját utánozva utasítja Johnt, hogy hová menjen. A fiúnak hajszál híján sikerül leráznia a gyilkos robotot, a víz alá merülve.

Amikor Kacynek fájdalmai támadnak, Sarah elkíséri a kórházba. Szerencsére sem a babának, sem Kacynek nincs komoly baja, Sarah viszont hosszasan elbeszélget vele, és egyre inkább kötődni kezd a lányhoz. Amikor John és Cameron vásárolni indulnak, egy váratlan élménytől Cameron ismét elfelejti, hogy ki ő valójában. A chipjéből lassan előtörő emlékképek alapján kiderül, hogy egy Ellison nevű emberi ellenállóról másolták.

Újabb terminátor érkezik a jövőből, egy 888-as egység, amelynek az Ellenállás egyik alvezérét, a bátor Martin Bedellt kell elpusztítania. Mivel nem tudja pontosan, hogyan néz ki, így azt a módszert követi, ami Sarah Connornál már bevált: megkeresi az azonos nevűeket, és végez velük. Derek és John egy katonai iskolában talál rá Martin Bedellre, aki a jövőben Derek harcostársa lesz. Őt kell megvédelmezniük, miközben Sarah és Cameron egy ugyancsak Martin Bedell nevű kisfiú oltalmáról gondoskodik.

Weaver tovább kísérletezik a mesterséges intelligencia megalkotásával, de nehezen halad, mert a fejlesztőcsoport nem képes értelmes válaszokat kapni a géptől. John, Sarah és Cameron eközben felkeresik Dr. Shermant, a gyermekpszichológust, akinek a neve valamiért rejtélyes okból ott szerepel a falra felírt "halállistán".

Sarah és John otthonát kirabolják. Mivel minden iratuk és álnévre szóló hitelkártyájuk mellett az aranytartalékot jelentő gyémántok is eltűnnek, Sarah őrült hajszába kezd a rabló után. Még nem tudni, hogy csak betörő járt a házban, vagy egy terminátor, de Derek gyémántkereskedő ismerőse révén a tettes nyomára bukkannak. Ám eközben egyre közelebb kerül hozzájuk Cromartie.

Johnnak elege van a folyamatos hajszából, és úgy dönt, hogy Rileyval lelécel, hogy Mexikóban tölthessenek egy kis időt. A lány lassan kezd felengedni, és John is jól érzi magát, de ekkor összetűzésbe kerülnek a helyi rendőrséggel, és lecsukják őket. A körözés alapján Cromartie hamar megtudja, hol kell keresnie Johnt, annál is inkább, mert Sarah-t is elkapta. Cameron és Derek a bajbajutottak segítségére siet, de Mexikóba indul Ellison ügynök is, aki úgy érzi, tartozik ennyivel Connoréknak azok után, hogy Sarah megmentette az életét.

Jesse egy titokzatos, idősödő férfit kerített kézre, aki a jövőben a Skynet kollaboránsa, s aki az elfogott harcosokat vallatva tanította minél emberibb viselkedésre a terminátorokat. Sarah újra felkeresi Dr. Shermant, hogy választ találjon arra, miért kínozzák a rémálmok. Amikor John és Cameron visszamennek Mexikóba, hogy elpusztítsák Cromartie maradványait, már nem találják ott.

Sarah egy japán befektetőnél olyan chip nyomára bukkan, amiről azt gyanítja, hogy ebből fejlődhet ki a Török. Cameronnal együtt elhatározzák, hogy meg is szerzik, de csak később derül ki, hogy az ígéretes processzorfejlesztő nem más, mint szélhámos, aki halódó vállalkozásába akar ily módon tőkét bevonni. A feldühödött Sarah erőve szerzi vissza a pénzét, és bosszús, amiért zsákutcába jutott. John és Riley egy viharos házibuli után sokkal közelebb kerülnek egymáshoz, de Johnt továbbra is gyötrik a kétségek. Amikor Weaver kutatólaborjában Dr.Sherman életét veszti, Weaver Ellisont utasítja a haláleset körülményeinek tisztázására. Kiderül, hogy a mesterséges intelligencia, amit Weaverék építenek, egyre fejlettebb, és saját öntudattal is bír. Kommunikálni egyelőre csak kezdetlegesen tud, ám Ellison hatalmas megdöbbenésére rövidesen egy régi ellenségének a képét ölti magára.

Cameron éjszaka, amikor mindenki alszik a házban, titokban kilopózik, és az egyetemi könyvtárban igyekszik mindent megtudni a múltról. Segítője az éjszakai ügyeletes, a kerekes székes Eric, aki megszállott kutató. Cameron rájön, hogy egy, a múltba visszaküldött Terminátor téves időpontban, 1920-ba érkezett meg. Ahhoz, hogy feladatát végre tudja hajtani, olyan cselekményeket kellett végrehajtania, amelyek 2010-re elvezetnek oda, hogy egy bizonyos épületben és egy bizonyos helyen meg tudjon gyilkolni egy fontos személyiséget.

Múlt, jelen és jövő is felbukkan a többes idősíkokban: az ellenállás harcosaiként megismerkedik egymással Jesse és Derek, akiknek különleges küldetést kell végrehajtaniuk a Skynet által biológiai fegyverrel megtámadott területen. A jelenben és a közeljövőben Sarah és Cameron egy családot védelmez, de még nem tudják, miért vette célba őket a Skynet. Derek, aki a terhes asszonyt, Anne-t oltalmazza, már tudja, hogy a születendő gyermek vérében olyan antitestek vannak, amiből a jövőben ki tudják fejleszteni a halálos kór ellenszerét - tehát mindenképpen meg kell születnie, hogy majdan megmenthesse embertársait.

Sarah továbbra is megszállottan kutatja a három titokzatos pötty eredetét, és ennek érdekében elmegy egy ufórajongó-konferenciára is. Itt találkozik Eileen-nel, aki egy rejtőzködő kutatóról mesél neki. Az illető állítólag egy titkos gyárban dolgozott, ahol olyan fémekkel foglalkoztak, amely mindennek ellenáll. Eileen felkelti Sarah érdeklődését, és együtt erednek az álnéven, Ábrahámként blogoló férfi nyomába. Róla nemsokára kiderül, hogy nem más, mint maga a nőnek öltözött Eileen, aki így próbál elrejtőzni üldözői elől. Sarah azt is megtudja, hol lehet a titkos raktár, de Eileen, azaz Alan Park nem éli túl, hogy kiadta a titkot. Cameron eközben egyre jobban gyanakszik Riley-ra, akiről megtudjuk, hogy maga is a jövőből jött. Az Ellenállás küldte vissza, Jesse kíséretében, hogy társa legyen John Connornak, és elterelje a fiú gondolatait Cameronról. Riley azonban egyre kevésbé bírja idegekkel a feszültséget, és kétségbeesett lépésre szánja el magát.

Miután Sarah súlyosan megsérült a raktárnál, orvost próbál keresni, aki titkoban el tudja távolítani a golyót. Először is megszökik a kórházból, ahol őrizet alatt tartják, majd Feliciát, egy orvosnőt arra kényszerít, hogy menjen vele. Feliciába lassan szimpátia ébred Sarah iránt, akiről úgy véli, hogy az élettársa bántalmazta - de a motelszobában nem tudja eltávolítani a kényes helyre fúródott golyót. Ráveszi Sarah-t, hogy titokban menjen be vele a kórházba. Sarah vonakodik, de félig öntudatlan állapotában "megjelenik neki" Kyle Reese, aki türelmesen rábeszéli. Jesse nagyon dühös Riley-ra, aki az öngyilkossági kísérlettel szerinte megfutamodott a feladat elől. Megszökteti a lányt kórházból, de azt is közli vele, hogy nála csak átmenetileg maradhat.

A raktárban történt robbanás rengeteg áldozatot szedett, és megrázta a békés kisvárost, Charm Acres-t. Sarah, John, Derek és Cameron odautaznak a temetésre, hogy többet tudjanak meg a pusztulás körülményeiről, és arról, hogy mi köze lehet a Skynetnek a raktárépülethez. A halottak hozzátartozói azonban furcsán viselkednek, és egészen értetlenül állnak az eset előtt. John megismerkedik egy lánnyal, Zoe-val, akinek az apja veszett oda, Sarah pedig az általa lelőtt őr, Winston özvegyével. Nemsokára arra kezdenek gyanakodni, hogy a halottak nem is haltak meg, amikor pedig Sarah egy titkos alagútrendszert fedez fel a város házai alatt, egyre jobban felerősödik a gyanúja, hogy az egész terület nem más, mint a Skynet emberkísérleti telepe.

Mivel már hetek óta krónikus álmatlanság gyötri, Sarah befekszik egy klinikára, ahol alvászavaros embereket gyógyítanak. Rémálmaiban még mindig üldözi Winston, az őr, akit ő lőtt le - de most fordított a helyzet: Winston tartja fogva, és kínozza őt. A klinikai kezeléssel szemben eleve ellenséges Sarah gyanúja felerősödik, amikor szobatársa pontosan olyan körülmények között hal meg, mint ami a rémálmaiban szerepelt. Amikor a felügyelő nővér neki is bead valamit tudtán kívül, felhívja Johnt, hogy együtt derítsék fel a titkot.

Jesse, azt követően, hogy félig akaratlanul megölte Riley-t, magába roskad, és agresszivitással próbálja levezetni bűntudatát. Ez bajba keveri, és az egyelőre mit sem sejtő Dereknek a rendőrségről kell kihoznia őt. Eközben Jesse múltjából, azaz a jövőből is felvillannak az emlékképek, amikor az Ellenállás harcosaként egy atomtengeralattjárón szolgált, és John Connor különleges parancsát kellett teljesítenie. John, amikor tudomást szerez Riley haláláról, magába roskad, de keményen igyekszik tartani magát. Kérdőre vonja Cameront is, aki közli: nem ő gyilkolta meg Riley-t. John hisz neki, Sarah azonban nem, és úgy dönt, azonnal elköltöznek, mielőtt bárki is a nyomukra akadna.

Jesse tovább viaskodik emlékeivel, és múltján -a jövőn- töpreng. A tengeralattjárós küldetésről megtudjuk, hogy kudarcot vallott, mivel a legénység végül fellázadt a kiborg-kapitány ellen, akit Jesse-nek kellett megölnie, a titkos ládában pedig folyékony fém volt - vagyis egy fejlett típusú Terminátor. A kiborg előbb végzett a legénység néhány tagjával, majd rejtélyes üzenetet küldött John Connor-nak, végül eltűnt. John eközben kinyomozza, hogy Riley gyilkosa Jesse volt, és kérdőre vonja a lányt. Ellison és Weaver továbbra is John Henry fejlesztésével foglalkozik, aki időközben egyre többet tanul, és magától is rájön olyan dolgokra, amire Weaver szerint nem kellene. Derek, aki korábban mit sem tudott Jesse kettős játszmájáról, porig sújtva és dühösen elindul, hogy felelősségre vonja a lányt, akiben eddig megbízott.

Miután Sarah és John is megtudják, hogy Derek eltitkolta Jesse-vel való kapcsolatát, külön indulnak el, miután kiköltöztek eddigi házukból. Derekre még egy feladatot bíznak, valójában azonban Sarah bizalma megrendült benne, és ezért akarja, hogy John tőle, valamint Camerontól is minél távolabb legyen. Az egyetlen ember, akiben megbízhatnak, és akihez mehetnek, az Charlie Dixon, aki felesége halála óta magányosan, remeteként él egy kis házban egy partmenti világítótorony tövében. Sarah már-már úgy érzi, hogy biztonságban vannak a rejtekhelyen, ám egy reggel csomót talál a mellében. Az orvosi vizsgálat kideríti, hogy nem rákos daganat, amitől Sarah rettegett, hanem jeladó chip, amit minden bizonnyal még Winston helyezett el benne, amíg a foglya volt. Sarah, John és Derek ellen is támadás indul, amit azonban végül Charlie nem él túl. John Henryt váratlan üzemzavar bénítja meg, s a vész-kikapcsolás, majd a helyreállítás után kiderül, hogy az egész egy másik mesterséges intelligencia műve volt, aki be akart hatolni John Henry rendszerébe.

Derek és Cameron újra csatlakozik Sarah-hoz és John-hoz, és időközben tudomást szereznek Savannah Weaver kilétéről is. Amikor egy kommandó behatol a Weaver-házba, hogy elrabolja a gyereket, John-ék éppen időben érkeznek, hogy megmentsék. Derek azonban életét veszti az összecsapásban. Savannah, aki megbízik Johnban, mesélni kezd neki titkos barátjáról, John Henry-ről. John és Sarah elhatározzák, hogy el kell pusztítani őt, mielőtt létrejöhetne belőle a későbbi Skynet. Sarah csak feltételekkel hajlandó visszaadni Savannah-t Ellison-nak, aki közvetít az ügyben. A megbeszélt helyszínen azonban kommandósok várják, és letartóztatják.

Sarah a börtönben sem hajlandó egy szót sem szólni FBI-os kihallgatóinak, és meg vangyőződve róla, hogy Ellison szándékosan árulta el. John Henry időközben leleplezi Weavertitkát. Sarah egy ismerős pappal üzenetet küld Johnnak, és meghagyja neki, hogy minélelőbb meneküljön el, John azonban nem akarja cserben hagyni az anyját, és Cameronnalegyütt elindul, hogy kiszabadítsa a börtönből. Ezt követően Weaver cégéhezindulnak, hogy közösen semmisítsék meg John Henryt, Weaver azonban közli velük, hogyha más-más eszközökkel is, de egy közös ellenség, a Skynet ellen harcolnak. Cameronráadásul nem tudta elpusztítani John Henryt, ellenben az ő chipje tűnt el. Weave aktiváljaaz időgépet, hogy Johnnal együtt elinduljanak... a jövőbe.