Dix ans ont passé depuis 'Le Jugement dernier'. Désormais âgé de 22 ans, John Connor vit dans l'ombre, sans foyer, sans travail, sans identité. Mais les machines de Skynet parviennent à retrouver sa trace.
Ils envoient alors vers le passé la T-X, une androïde nouvelle génération quasi-invulnérable, pour éliminer le futur leader de la résistance humaine mais également Kate Brewster, une jeune vétérinaire.
Un autre Terminator, le T-101, est venu protéger la vie de John Connor. Ensemble, l'homme et la machine vont mener une lutte acharnée contre la T-X : de l'issue de ce combat dépendra le futur de l'humanité...