Després de destruir al T-1000, Sarah i John es troben fugitius de la llei, descobreixen nous enemics tant del present com del futur. Sarah, encara turmentada per visions de la pròxima guerra nuclear, deixa d’amagar-se i passa a l’ofensiva contra la tecnologia que busca destruir-la a ella i al món.

El seu fill, John Connor, futur líder de la resistència i darrera esperança de la humanitat a l’apocalíptica guerra contra les màquines, encara no està preparat per assumir aquesta responsabilitat. John se sent atret per una companya de l’institut, Cameron, que acabarà sent més que una amiga i molt més del que pareix. Seguint el cas, també apareix involucrat en la trama un agent de l’FBI, James Ellison.

Els protagonistes que donen forma a la trama d’aquesta producció són Lena Headey (The Cave, 300), Sarah Connor; Owain Yeoman (Kitchen Confidential), Cromartie; Richard T. Jones, Van Meter; Summer Glau (Serenity), Cameron, Thomas Dekker (Snakes on a Plane, The Butterfly Effect 2), John Connor.