Anno 2029: un computer chiamato Skynet sta lottando contro un gruppo di resistenza umana, dopo aver distrutto l'umanità nel 1997. Skynet manda nel passato uno dei suoi guerrieri, un cyborg di sembianze umane chiamato Terminator, per uccidere Sarah Connor, la madre del leader della resistenza, prima che dia alla luce suo figlio. La resistenza manda un guerriero di nome Kyle Reese nel 1984 per proteggere Sarah.

Dieci anni dopo i fatti del primo episodio, un altro, più evoluto Terminator viene inviato sulle tracce di Sarah Connor: stavolta l'obbiettivo è il figlio John, il futuro leader della ribellione alle macchine che stanno per conquistare il mondo. Ma anche i ribelli, dal futuro, cercheranno di provvedere alla protezione del ragazzo.

Sono passati dieci anni John Connor, ormai ventiduenne, è nuovamente in pericolo. La terminator femmina T-X, il più potente killer cyborg della Skynet, è stata programmata per ucciderlo. E non è l'unico bersaglio: l'ignara veterinaria Kate Brewster vedrà il suo passato scontrarsi con il presente. Per proteggerli viene incaricato e mandato nel passato il T-800...

Anno 2003. Marcus Wright è detenuto nel Braccio della Morte in attesa di ricevere l'iniezione letale. Ha ucciso suo fratello e due poliziotti e vuole soltanto farla finita ma la dottoressa Serena Kogan ha deciso per lui un altro destino. Firmato un documento legale che consegna il suo corpo alla scienza e gli promette una seconda opportunità, Marcus viene ‘terminato'. Anno 2018. John Connor, leader ideale e carismatico del genere umano, partecipa alla Resistenza contro Skynet, il network di intelligenze artificiali, e il suo esercito di Terminator indistruttibili. Efficace e intraprendente, è deciso a sferrare un attacco mortale al nemico, a trovare suo padre Kyle Reese e a garantire un futuro all'umanità dopo l'apocalisse nucleare scatenata dalle macchine. Lo aiuterà Marcus, galeotto venuto dal passato e portatore di un segreto. Diffidenti ma determinati a vincere la loro battaglia, collaboreranno e troveranno la verità nel cuore.

Nel 2029, John Connor, capo della resistenza umana, conduce la guerra contro le macchine. All'offensiva di Los Angeles, i timori di John sul futuro sconosciuto cominciano a emergere quando l'uomo viene informato dalla sua unità, la Tech-Com, che Skynet attaccherà da due fronti, passato e futuro, cambiando la guerra per sempre. Per poter vincere la guerra contro Skynet, Connor manda il suo fido luogotenente Kyle Reese indietro nel tempo per salvare la vita di sua madre e garantire la propria esistenza. Tuttavia, Kyle scopre che il passato originale è cambiato. In questa linea temporale, un Terminator era stato inviato indietro nel tempo per uccidere Sarah Connor da bambina, e così la resistenza aveva inviato un proprio cyborg indietro nel tempo per proteggerla. Dopo che l'assassino aveva ucciso i suoi genitori, il T-850 riprogrammato l'aveva cresciuta e addestrata ad affrontare il suo destino, che lei cerca di rifiutare categoricamente.

Sarah Connor, ormai esperta cacciatrice di macchine, si ritrova a dover salvare una ragazza di nome Dani Ramos. A dare la caccia alla giovane è un nuovo modello di cyborg, inviato dal futuro da Skynet. La resistenza ha incaricato un'ibrida metà umana e metà cyborg di nome Grace, di proteggere Dani. Nonostante i geni potenziati di Grace e le svariate armi di Sarah, le due non riescono ad abbattere il temibile cyborg e l'unica via di salvezza sembra essere la fuga. Ma non si può scappare per sempre: le donne si vedono allora costrette a rivolgersi al "vecchio" modello di Terminator, il T-800, l'unico che può provare ad aiutarle a salvare non solo la giovane ma anche il futuro.