Сарі та Джону вдається вбити Саркісяна та втекти від Кемерон, яка тепер намагається вбити Джона. Сара і Джон отримують поранення в автокатастрофі і ховаються в церкві. Чарлі і Дерек поспішають до зруйнованого будинку і намагаються простежити за Сарою і Джоном після аварії. Сара і Джон готують пастку для Кемерон в церкві, але їм не вдається видалити її процесор; вона переслідує їх на склад, де вони можуть затиснути Кемерон між двома вантажівками і вилучити її процесор, незважаючи на її благання до Джона зупинитися. Сара і Дерек готуються знищити Кемерон за допомогою терміту, але Джон знову активує її, і вона доводить, що її початкове програмування було перевизначено. Тим часом генеральний директор ZeiraCorp Кетрін Вівер (Ширлі Менсон) купує The Turk і повідомляє керівникам свого відділу, що вона збирає команду для вивчення комп'ютера в проекті під кодовою назвою «Вавилон». Після зустрічі Вівер виявляє себе Термінатором, схожим на Т-1000, і вбиває одного зі своїх розчарованих керівників.

Смертельно поранений боєць опору з майбутнього (Зак Уорд) з'являється на порозі Коннорса, попереджаючи їх про атомну електростанцію Серанно-Пойнт перед смертю. Еллісон зустрічається з Чарлі та Мішель, переконуючи їх покинути місто; її візит змушує Чарлі розповісти Мішель правду про Сару та Термінаторів. Джон починає навчання в новій школі і товаришує з Райлі (Левен Рамбін), який викликає підозри у Сари. У день тесту Сара розуміє, що Грінвея замінили на Т-888, коли вона помічає його відсутні хірургічні шрами; Вони з Кемероном знищують Т-888 до того, як він встигне розплавитися. Контроль над заводом переходить до автоматизованої компанії, якою, як з'ясувалося, керує Вівер, який видає себе за керівника. Вдома Сара виявляє, що вмираючий боєць опору написав список імен і місць у підвалі, кожне з яких якимось чином пов'язане зі «Скайнет».

Кромарті викрадає Мішель, змушуючи Чарлі звернутися до Сари за допомогою. Сара і Дерек відправляються в пустелю, щоб допомогти Чарлі, залишаючи Кемерон спостерігати за Джоном, але він ухиляється від неї, щоб приєднатися до Райлі на пірсі Санта-Моніки. До Еллісон звертається Вівер з доказами існування інших Термінаторів і пропонує роботу з їх розшуку для своєї компанії. Кромарті заманює Сару, Дерека, Чарлі та Мішель у пастку в пустелі, руйнуючи вежу стільникового зв'язку та виводячи з ладу їхню машину. Група командує фургоном, щоб спробувати наздогнати Кромарті, поки Чарлі не розуміє, що Мішель була смертельно поранена під час аварії вежі. Джону вдається втекти від Кромарті, стрибнувши з пірсу, але Мішель помирає після того, як її терміново доставляють до лікарні.

Під час шопінгу в продуктовому магазині Кемерон переживає збій, який змушує її втратити пам'ять і розкрити далекі спогади про допит бійця опору, на якому вона була заснована, Еллісон Янг. Її заарештовують і вона зустрічає вуличну дівчину Джоді (Лія Пайпс), яка приводить її до будинку на півдорозі. Розмовляючи з консультантом, вона описує більше про життя Еллісон, що змушує консультанта зв'язатися з вагітною матір'ю Еллісон. Еллісон досліджує минуле Вівер, зокрема аварію, в якій загинув її чоловік, але врешті-решт приймає її пропозицію про роботу.Кемерон розуміє, що Джоді збрехала їй, вивівши її зі стану фуги. Вона виводить Джоді з ладу, коли Джон знаходить її і забирає додому.

Еллісона відправляють в Серанно-Пойнт, щоб розслідувати близьку катастрофу, коли було знайдено око Т-888. Він зустрічається з директором заводу Нельсоном (Дін Норріс), який показує йому шкоду, яку не могла б завдати жодна людина, і переконаний, що завод приховує справжню причину. У барі, який часто відвідують працівники, Еллісон знаходить фотографію з відображенням Сари; пізніше в тому ж барі Вівер видає себе за молоду жінку, щоб убити Нельсона. Дерек і Джон використовують міни Клеймора і Barrett M82, щоб влаштувати засідку на Т-888. Джон розкриває свою справжню особистість Т-888, щоб заманити його до сусідньої смоляної ями, де вони використовують термітний заряд, щоб знищити його. Сара зближується з дитиною Беделлом, допомагаючи йому завершити звіт про книгу, перш ніж відпустити його назад батькам. Покинувши академію, Дерек пояснює майбутнє значення Беделла: він пожертвував собою, щоб зупинити конвой ув'язнених, допомігши Джону, Кайлу та десяткам інших бійців опору втекти.

Сара, Джон і Кемерон обшукують кабінет психолога, доктора Бойда Шермана (Доріан Харвуд), чиє ім'я фігурує в списку бійців опору. T-1001 Weaver також відвозить справжню дочку Ткача, Саванну, до Шермана, щоб допомогти, коли вона поводиться налякано своєю матір'ю, помітивши зміну поведінки Вівера. Коннори стають пацієнтами Шермана, який швидко помічає, що Джон виявляє схильність до посттравматичного стресового розладу, які він бачить у ветеранів війни; Спогади показують, що Джон все ще стурбований вбивством Саркісяна, щоб захистити свою матір, у чому Сара пізніше зізнається Шерману. Дерек дізнається, що Джессі (Стефані Якобсен), боєць опору та старий коханець, пішов у самоволку та повернувся з майбутнього, щоб врятуватися від війни. Кемерон знищує Термінатора, посланого назад, щоб убити Шермана. Вівер пропонує роботу Шерману, який працює над проектом «Вавилон», «Штучний інтелект на основі Турка».

Кромарті знищує Термінатора, призначеного для заміни Еллісона, якого заарештовують за вбивство людини, яку Термінатор убив, щоб вкрасти його одяг. Переодягнувшись у детектива, Вівер дискредитує свідка, який упізнав Еллісона на місці події, виправдовуючи його. Кромарті починає пошуки Кемерон після того, як будинок на півдорозі сканує її фотографію в систему. Він зустрічає Джоді, яка стверджує, що може привести Кромарті до Кемерона, але він залишає її, коли розуміє, що вона перебільшує свій зв'язок. Під час обшуку від дверей до дверей Райлі вдається переконати його, що будинок Коннора належить їй, скинувши його зі сліду. Сара й Кемерон наздоганяють злодіїв у боулінгу; Кемерон вбиває трьох з них, а Сара щадить останніх — тільки для того, щоб Кромарті знайшов його і дізнався про місцезнаходження Сари.

Після сварки з Сарою Джон і Райлі відправляються в мексиканське містечко, в якому колись жили Джон і Сара. Джона впізнають у барі, що спричиняє сцену, яка закінчується тим, що Джон і Райлі опиняються у в'язниці. Кромарті вривається в будинок Коннора і викрадає Сару, яка їде в Мексику, коли Джон кличе її з в'язниці. Дерек і Кемерон виявляють, що Джон і Сара потрапили в біду, і збирають зброю, щоб переслідувати Кромарті, в той час як з Еллісоном зв'язується старий колега по ФБР і повідомляє, що Джона ідентифіковано. Еллісон рятує Джона, Райлі та Сару з Кромарті, допомагаючи їм влаштувати засідку в церкві. Дерек і Сара відволікають Кромарті, а Кемерон підкрадається з дробовиком, щоб завдати смертельного удару. Група ховає тіло Кромарті, а стражденна Сара знищує його процесор.

Джессі показує Дереку, що вона захопила в полон Чарльза Фішера (Річард Шифф), «Сірого», який співпрацював зі «Скайнет» після «Судного дня». Фішер стверджує, що він годинникар, але Дерек розуміє, що бреше, знайшовши на ньому тюремне татуювання. Джессі приводить молодшого Фішера, і Дерек починає катувати його, щоб змусити старшого Фішера визнати правду: він відбував довічне ув'язнення під час Судного дня, а пізніше працював зі «Скайнет». Наступного дня молодший Фішер заарештований Міністерством внутрішньої безпеки за незаконний доступ до комп'ютерної бази даних; Флешбеки показують, що старший Фішер отримав доступ до неї, що призвело до його арешту за державну зраду та довічного ув'язнення, яке гарантує його виживання після Судного дня.

Джон досліджує їхній штучний інтелект і виявляє, що він занадто примітивний, щоб бути турком. Незважаючи на зростаючі розбіжності між штучним інтелектом і турком, Сара намагається придбати його, і її ледь не виманюють на 500 000 доларів. Еллісон дізнається, що Шерман загинув після відключення електроенергії в місті під час роботи з Джоном Генрі, який використовував енергію генератора будівлі, щоб захистити себе ціною життя Шермана. Врешті-решт Вівер дозволяє йому отримати доступ до проекту «Вавилон», де він докоряє їм за те, що вони не навчили Джона Генрі етиці його рішення. Пізніше Вівер показує нажаханому Еллісону, що Джон Генрі був завантажений на відремонтоване тіло Кромарті.

У 1920 році електрична буря розпалює масштабну пожежу на новорічній вечірці. Кемерон знайомиться з Еріком (Біллі Луш), бібліотекарем, прикутим до інвалідного візка, з яким вона подружилася. Вона знаходить фотографію з пожежі, яка забрала життя 43 людей, впізнавши в одному з тих, хто вижив, Т-888. Кемерон і Ерік ідентифікують Т-888 як Майрона Старка (Тодд Сташвік) і починають шукати в архівах бібліотеки додаткову інформацію про нього. У спогадах Старк фінансує імперію нерухомості, грабуючи банки; бореться із забудовником Рупертом Чендлером, чий син-архітектор загинув під час пожежі в спікізі, щоб придбати ділянку на бульварі Піко; і таємничим чином зникає в 1927 році, коли завершено будівництво висотної вежі Піко на території.

У віддаленій хатині Сара і Кемерон підходять до сім'ї Філдсів — батька Девіда, матері Енн і дочки Лорен, яких відстежує Т-888. Енн зізнається, що вагітна після роману з їхнім сусідом Роджером і сповнена рішучості стати його мішенню, перш ніж вони втечуть. Через півроку Дерек допомагає Лорен із синцями сортувати вагітну Енн, яка отримала вогнепальне поранення від Т-888. Він впізнає в Лорен лікаря в захисному костюмі, який врятує його в майбутньому. Дерек каже Енн, що її майбутня дочка Сідні використає свій природний імунітет, щоб допомогти вилікувати смертельну хворобу в майбутньому. Енн помирає після пологів у Сіднеї; Дерек просить Лорен і малюка Сідні залишитися з ними, але вона зникає разом з дитиною.

Все ще досліджуючи три точки, Сара відвідує з'їзд НЛО і дізнається про існування таємничих дронів, побудованих з металів, схожих на ендоскелет Термінатора. Вона знайомиться з Ейлін (Діна Ленні), блогеркою, яка стежить за безпілотником, і колишнім інженером надсекретного проекту. Після того, як на Ейлін і Сару нападають, намагаючись повернути зразок металу, Сара пропонує їй зустрітися з гіпнотерапевтом, щоб знайти фабрику, де вона колись працювала. Ейлін і терапевт були вбиті під час сеансу, але Сарі вдається використовувати запис, щоб знайти віддалену фабрику; Вона змушена вбити охоронця, який стріляє в неї і ранить її. Біля заводу вона спостерігає, як над нею ширяє прототип дрона. Тим часом Вівер переконує Еллісона взяти на себе навчання Джона Генрі, тому він читає лекції штучному інтелекту з етики та релігії.

Після вогнепального поранення на фабриці Сара приходить до тями в місцевій лікарні і її направляє образ Кайла Різа (Джонатан Джексон). Сара зв'язується з Дереком — у лікарні разом з Джоном після спроби самогубства Райлі — і просить його знищити її автомобіль, щоб приховати докази її причетності. Сара викрадає лікаря Феліцію Бернетт (Лора Ріган), щоб видалити кулю, що змушує Феліцію повірити, що її застрелив жорстокий чоловік. Джессі викрадає Райлі з лікарні; Райлі пояснює, що її спроба самогубства полягала в тому, щоб зблизитися з Джоном після того, як вона дізналася про його реакцію на смерть Джордана Кована, що, очевидно, задовольнило Джессі. Еллісон зустрічається з Джоном Генрі, який дізнався про минуле Кромарті, шукаючи Еллісона в Інтернеті. Пізніше Вівер зустрічається з Джоном Генрі, який каже їй, що знає, що вона машина. Він ділиться незахищеним записом, на якому робітники обговорюють колтан на фабриці, яку знайшла Сара, але вона відмовляється розповісти йому про свої плани.

Вівер відправляє свого соратника Уолша, який раніше придбав для неї «Турка», вистежити і вбити зниклого співробітника, який вважається загиблим під час вибуху. Джон дізнається від Зої Маккарті (Аланна Мастерсон), дочки одного із загиблих співробітників, що нещодавно загадково зникла ще одна сім'я з міста; Вона також показує йому пасовище мертвих корів. Після того, як Джон помічає непослідовність в розповіді Зої про її батька Джорджа, вони з Кемероном приходять до висновку, що вона бреше про його смерть. Сара веде Волша до будинку, знаходячи під ним безпечний бункер, який веде до гаража Маккарті. Кемерон знаходить записи з камер відеоспостереження, на яких видно, що Джордж і чоловік, якого вбила Сара, вбили зниклу сім'ю, а Джон виявляє брудні чоботи, які вказують на місцезнаходження мертвих корів. Там вони знаходять Волша мертвим і стають свідками запуску дрона, який летить до трейлера, відвезеного Джорджем.

Переслідувана нічними кошмарами Еда Вінстона (Нед Белламі), охоронця, якого вона вбила на фабриці, Сара, яка страждає від безсоння, намагається проникнути в компанію з виробництва інструментів, яка вела бізнес зі складом, але її пробує фігура в масці. Вона прокидається в клініці сну, і її зустрічає Джон, який каже їй, що вона провела два тижні без сну і травмувалася, впавши зі сходів. Приїхавши до тями у фургоні, Сара виявляє, що чоловік, який спробував її на смак, — це Вінстон, який стверджує, що вижив після вогнепального поранення. Вінстон надягає наручники на Сару і намагається накачати її наркотиками, але вона відбивається від нього, і його ненавмисно накачують наркотиками. У клініці Сара довіряє Джону свої підозри щодо клініки та спалахи фургона, які, на її думку, є яскравими снами. Сара пропонує Вінстону свою допомогу у втечі від компанії та його кураторів, але він двічі перетинає її і дізнається, що спільник Сари – Джон.

Кемерон показує Джону коробку з деталями від зруйнованих «Термінаторів» для ремонту. Райлі зустрічається з Джессі, стурбована тим, що Кемерон збирається вбити її через те, що вона побачила. Сара знайомиться з прийомним батьком Райлі, який розповідає їй, що Райлі говорив про майбутню війну, і повідомляє їй про консультанта-наставника, який зустрівся з ними — виявляється, це переодягнений Джессі, який відвідує Сару і нервує її тим рівнем подробиць про Джона, який їй розповів Райлі. Зіткнувшись з Джоном, Райлі заперечує, що передає будь-яку інформацію комусь іншому. Коли слідчий служби у справах дітей підходить до дверей і запитує про Райлі, Кемерон вважає, що Райлі подав скаргу. Втручання Джона заважає Кемерону вбити її. Райлі розуміє, що справжній план Джессі полягав у тому, щоб змусити Кемерона вбити її, щоб прогнати Джона, що призвело до жорстокої бійки між нею та Джессі, яка закінчується тим, що Джессі стріляє та вбиває Райлі.

Джон обговорює свої сумніви в тому, що Кемерон убив Райлі з Дереком. У неробочий час Джон Генрі обшукує системи ZeiraCorp і показує Віверу, що виявив підозрілі заяви про звільнення від зниклих колишніх керівників компанії та неподані листи для Еллісона. Джон дивує Джессі в її готельному номері, пояснюючи, що він зрозумів, що Райлі знала його справжню особистість, коли вона наражала себе на небезпеку, щоб захистити його, що привело його до Джессі. Він дозволяє Джессі піти; вона зустрічає Дерека на вулиці, який визначив, що вона не Джессі з його хронології. Вона тікає, коли Дерек цілиться в неї, її доля неоднозначна.

Після перезавантаження Джон Генрі каже Віверу та Еллісону, що існує ще один штучний інтелект, схожий на нього. Сара зізнається Чарлі, що знайшла ущільнення на грудях і вважає, що це рак убив її в оригінальній часовій лінії. Вона відвідує лікаря, який оглядає шишку, і виявляє, що це не пухлина, а шматок металу — передавач, імплантований Сарі Вінстоном. Сара використовує дефібрилятор, щоб замкнути передавач, але найманці одночасно нападають на неї, Кемерона і Дерека, а також на Чарлі і Джона. Джон Генрі пояснює Віверу та Еллісону, що просунутий, розумний штучний інтелект намагався взяти його під контроль за допомогою комп'ютерного хробака, який він знайшов у багатьох операційних системах по всьому світу. Після того, як він описує ШІ як «брата» йому, він показує їм зображення ASCII, приховане в коді, що зображує логотип Cyberdyne Systems та ім'я Майлза Дайсона.

Зустрівшись на могилі Кайла Різа, Джон показує групі фотографію Саванни на мобільному телефоні одного з нападників на маяк, змушуючи їх зрозуміти, що вона може стати їхньою наступною мішенню. Джон Генрі, який почав спілкуватися з Саванною біля штаб-квартири ZeiraCorp, зв'язується з нею, коли T-888 з'являється в будинку Віверів. Він намагається провести Саванну в безпечне місце, коли Коннори прибувають і забирають її; Дерека застрелив Т-888, який втік після того, як Кемерон викинув його з будинку. Джон Генрі впізнає Коннорса за записами з камер спостереження будинку і показує його Еллісону, який просить ШІ приховати його від Вівера. Сара погоджується передати Саванну Еллісону, якщо Вівер зустрінеться з нею. Джон з'ясовує, що ZeiraCorp використовувала Кромарті для розробки програми штучного інтелекту Джона Генрі після того, як почув опис Саванни.

Агент ФБР Олдрідж (Джошуа Маліна) допитує Сару про Джона; вона бреше і каже йому, що Джон помер у 1999 році. Вівер просить про зустріч з Джоном і Кемероном. Джона і Кемерона відвідує старий соратник зі свіжими паспортами і повідомленням від Сари, щоб вона залишила її. Еллісон зустрічається з Джоном і Кемероном, запитуючи її: «Ти приєднаєшся до нас?». Олдрідж знову благає Сару про місцезнаходження Джона, стверджуючи, що тепер він вірить у її історію після того, як почув від кількох людей, які знали їх протягом багатьох років. Т-888, який полював на Джона, був зупинений і вбитий електричним струмом до смерті Вівером. За допомогою Джона Генрі Кемерон вириває Сару з в'язниці округу Лос-Анджелес. У ZeiraCorp Джон каже Сарі, що любить її, перш ніж вони з Сарою зустрінуться з Еллісоном і Вівером.