故事发生在审判日过后的地球，由倖存人类组成的反抗军与机器人大军还在持续缠斗，片中将出现十种新型终结者，分布在水中、空中和陆地上，「天网」更派遗「Harvester」的巨大机器人，体内运载各种小型机器人来捕捉反抗军成员。 西元2018年，在机器人「天网」带领攻击下，人类几近灭亡边缘，而由约翰康纳（克里斯丁贝尔饰）所领导的解放军，带领着倖存的人类对抗具人工智慧的超级电脑。 而一位神秘男子马克莱斯特（山姆沃辛顿饰）的出现，为康纳熟知的世界带来颠覆性的发展。这名陌生男子完全不记得自己的身分，只知道自己曾是位死刑犯。约翰必须先行确认，马克到底是来自于未来，还是过去？ 当「天网」大军紧锣密鼓出动，各种机器人布下天罗地网，準备对人类反抗军进行最终的突袭时，康纳与马克斯将冒险前往「天网」的运作核心。他们将揭开什幺样骇人秘密呢？