2018年, Judgement Day发生之后的多年, 正式开始了文明灭亡的年代. 仅存的人类过着弱肉强食的荒蛮生活. 一方面要避开同类的猎杀, 另一方面也要逃避Skynet的追捕. 其中一班分布全世界, 对抗天纲的一班人, 称为Resistance（即反抗军）. 他们如同军人, 靠无线电互相联络, 而带领着Resistance的人, 就是John Connor（贝尔饰）. 对于他的追随者来说, 他的过去令他增添了传奇色彩, 而他从不露面, 只靠无线电指挥着其他军人, 因此只有少数人见过他的样貌. 而Connor这样隐居其实是为了避开Skynet多年来的追杀, 住在潜水艇总部(现在上映版本由Connor上司乘坐)的他, 行踪神秘.
在另一个地方, 有着同样神秘身份的Marcus（萨姆·沃辛顿饰）出现, 并遇上Kyle Reese（安东·尤金饰）和小孩Star（贾达格瑞丝饰）. Marcus希望找回自己的身细和过去, 而Reese则想当Resistance一份子, 并期望有朝一日遇见首领John Connor. 三人开始一起生活. 很快地, Marcus和Reese已很熟络, 而Marcus更把Reese当作自已弟弟看代. 一日, 他们驾车经过油站, 却受到一班食人生番袭击, Marcus奋不顾身地保护二人. 喧噪的声音引来Skynet的追捕. 三人驾车离去, 但Skynet仍穷追不舍, 最后Reese和Star被Skynet捉去, Marcus则逃过一劫.
Blair（穆恩·布拉得古德饰）, Resistance中的女战士, 正被一班野狼围困, 幸被路过的Marcus所救. 经过连番打斗之后, Marcus开始发觉自己的体能有别于常人. Blair为答谢Marcus相救, 决定和他返回Resistance总部并协助他救出Reese和Star. 另一方面, Reese, Star和其他被抓者则被带回Skynet City.
回程上, Blair发觉自己喜欢上Marcus, 并和他发生了关系. 两人回到总部外经过地雷阵时, Marcus不慎碰到地雷, 引起爆炸. Marcus醒来的时侯, 发觉自己被锁起来. 此时, 收音电波传来了声音, 原来是Connor, 他询问Marcus为何到来, 从哪里来, Marcus说不知道, 但当他见到自己的"改造"身躯后大吃一惊. Connor觉得Marcus是来自更先进的未来返来杀他的, 但Marcus坚持不是. 众人把他关在地库, 此时,Blair进来并冒险把Marcus放走, Marcus透露会去Skynet City营救Reese二人.
当Marcus潜入Skynet City之后, 眼前出现的一切令他不敢相信. 一个住满人类, 拥有漂亮海滩的度假地方竟出现在他眼前. 正当他迷惑之际, 一名神秘女子出现并自我介绍. 她名叫Serena(即现在版本开场那女科学家，由海伦娜·伯翰·卡特饰演), 是这个叫Project Angel的负责人, 专门负责制造改造人, 而她本身则是一个机械人. 她向Marcus表示, Project Angel 是一个救世计划, Skynet是来拯救人类, 不是来消灭人类. 住在海滩resort里都是改造人. 每一个改造人, 头里都有一个晶片, 当他们行为和情绪上出现问题,Serena便会控制他们的行动...而Marcus也不外. Serena带Marcus参观Skynet City, 看看在制作中的T-800, 和研发中的T-1000和T-X型号. 她亦让他参观试验中的时光机, 最后Selena介绍另一个研究给他. 为了令机械人行为思想上更似人类, Skynet会把人类捉来, 并取出脑袋用来上载资料. 此时Marcus看见一个熟识的面孔躺在枱上, 原来是Reese, 但已太迟, Reese已被取出脑袋, 在旁的Star亦一样.
这时Marcus激动反抗, Serena通过Marcus脑里的晶片, 令他弹动不能. 在这危急关头, 突然传来爆炸声, Marcus在Serena分心之际逃脱, 并跳入时光机(穿梭时光令Marcus身上的衣服烧毁),返到Reese和Star被杀之前把二人救出, 并放置炸药 (因而引致后来/刚才的爆炸). 三人跳上一部ATV离开,由Reese驾驶. 他们被数架Hunter/Terminator坦克追杀, 并冲入海滩resort内, 他们消灭了数架坦克, 最后冲到一个码头附近, 最后一部坦克原来已把枪头指向他们.
此时, 空中降落一羣人, 原来是Blair和她的战友, 他们把那坦克破坏. 而诲里则有个黑影由远而来, 原来是潜水艇总部, John Connor终于露面. 也是三人( Connor, Reese, Marcus)第一次见面. 这时, 大量terminators四方八面而来. Connor带领着所有人把敌人杀个片甲不留.
仗打胜了, 每个人都很高兴. Marcus把生还者救出并带往潜水艇准备离开. 就在此时, Marcus发觉Serena原来躲在其他生还者之中, 她还击, 把Marcus的手打断, 更枪伤Connor.
Marcus醒来时已在医院, 这时Blair走到他身旁, 并说Connor身受重伤, 命不久矣. 在床上, 垂死的Connor把母亲Sarah的照片给予Reese. Connor和Kate看见Marcus到来, 向他提出一个要求, 便是待Connor死后, 希望他能够做他的替身, 继续带领Resistance和Skynet对抗, 因Resistance不能在此时失去Connor. 最后Marcus答应, 在Connor死后, 把他的面容移植到自已头上, 面上的大疤亦因此而来.
战争还要继续, Marcus以Connor的面容和身份, 带领着Reese, Blair等人, 誓要完成Connor遗愿, 把Skynet打败为止. (完)
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