Сара Коннор уже однажды спасла сына от терминаторов и помогла уничтожить технологию, которая должна была привести к появлению Скайнета. Она рассчитывала, что Судный день удалось предотвратить, но полностью поверить в это так и не смогла. Сара и Джон продолжают жить под чужими именами. Они переезжают из города в город и стараются не оставлять следов. Любая ошибка может привести к полиции или к значительно более опасному противнику. Джону такая жизнь всё сильнее надоедает. Он остаётся подростком и хочет заниматься обычными вещами. Ему хочется учиться, общаться со сверстниками и строить планы, которые не заканчиваются ядерной войной. Но прошлое снова находит его прямо в школе. Один из преподавателей оказывается терминатором. Машина открывает охоту на Джона и почти выполняет задачу. Неожиданно вмешивается его одноклассница Кэмерон. Она уничтожает нападавшего и раскрывает собственную природу. Кэмерон тоже является терминатором. Её отправил Джон Коннор из будущего, чтобы защитить самого себя в прошлом. Для Сары появление ещё одной машины становится серьёзной проблемой. Она помнит всё, что терминаторы уже сделали с её семьёй. Кэмерон может спасать Джона, но доверять ей Сара не собирается. От защитницы они узнают ещё более неприятную новость. Будущее не изменилось настолько сильно, как они надеялись. Скайнет всё равно будет создан. Судный день просто наступит позднее. Сара решает использовать дополнительное время. Вместо бесконечного бегства она собирается найти источник Скайнета и уничтожить его до того, как искусственный интеллект получит контроль над военными системами. Для этого Конноры перемещаются во времени. Сара, Джон и Кэмерон оказываются в 2007 году и начинают поиски заново. За прошедшие годы технологии сильно изменились. Компьютеры стали мощнее. Разработки искусственного интеллекта ведутся сразу в нескольких местах. Определить единственного человека, которого достаточно остановить, уже невозможно. Каждая найденная программа может оказаться будущим Скайнетом. Каждая уничтоженная разработка может вообще не иметь к нему отношения. Сара собирает имена людей, которые могут быть связаны с будущей катастрофой. Она проникает в компании, следит за инженерами и пытается понять сведения, оставленные бойцами сопротивления. Но Скайнет тоже отправляет агентов в прошлое. Одним из самых опасных становится Кромарти. Он преследует Джона с невероятным упорством. Даже серьёзные повреждения не способны окончательно его остановить. Кромарти восстанавливает тело и продолжает поиски. Он использует современные базы данных и человеческие связи, постепенно сокращая расстояние до своей цели. Коннорам приходится снова менять документы и скрываться. При этом теперь рядом с ними находятся люди, знающие правду. Из будущего появляется Дерек Риз. Он брат Кайла Риза, человека, которого Сара когда-то любила и который стал отцом Джона. Для самого Джона встреча с Дереком имеет особое значение. Это один из немногих родственников по отцовской линии, которого он вообще может узнать. Но Дерек пришёл из мира, где война с машинами давно уничтожила привычную жизнь. Он относится к терминаторам исключительно как к врагам, поэтому присутствие Кэмерон постоянно вызывает напряжение. Дерек уверен, что машина рано или поздно станет угрозой. Джон всё чаще защищает её. Кэмерон отличается от обычных терминаторов. Она способна разговаривать и вести себя почти как человек. Иногда проявляет любопытство к эмоциям и отношениям. В другие моменты совершенно спокойно совершает поступки, на которые человек вряд ли способен. Джон пытается понять её. Одновременно Кэмерон изучает его. Между ними возникает связь, которую трудно объяснить обычными отношениями человека и машины. Сара замечает эту близость и относится к ней всё более настороженно. Она боится не только возможного сбоя Кэмерон. Её беспокоит то, что Джон начинает доверять терминатору сильнее, чем некоторым людям. Собственное расследование ведёт агент ФБР Джеймс Эллисон. Много лет Сара Коннор считалась преступницей, рассказывавшей невероятные истории о машинах из будущего. Эллисон начинает с поиска беглянки. Но постепенно сталкивается с доказательствами, которые заставляют его пересмотреть отношение к её словам. След терминаторов приводит его к событиям, которые невозможно объяснить привычными методами. Пока Эллисон пытается понять происходящее, Сара выходит на компьютерную программу «Турок». Её создатель Энди Гуд работает над системой, способной играть в шахматы и самостоятельно принимать сложные решения. Для Сары этого достаточно, чтобы заподозрить связь со Скайнетом. Но история программы только начинается. «Турок» переходит из рук в руки и в итоге оказывается связан с корпорацией ZeiraCorp. Компанией руководит Кэтрин Уивер. Она занимается разработкой искусственного интеллекта и собирает специалистов, способных помочь её проекту. Сара ещё не знает главного. Кэтрин не человек. Она является терминатором из жидкого металла, способным менять форму. Однако Уивер не спешит выполнять задачи, которых Конноры ожидают от машин. Она создаёт собственную систему и действует по плану, происхождение которого долго остаётся неизвестным. Граница между двумя сторонами будущей войны становится менее понятной. Не каждый человек обязательно помогает сопротивлению. Не каждая машина действует вместе со Скайнетом. Даже бойцы, отправленные Джоном из будущего, скрывают друг от друга часть своих приказов. Сам Джон всё меньше похож на мальчика, которого Сара привыкла защищать. Он начинает самостоятельно принимать решения. Ошибается. Переживает последствия собственных поступков. И постепенно понимает, почему в будущем люди готовы идти за ним. Для Сары это становится новым испытанием. Она посвятила жизнь спасению сына, но не может вечно принимать решения вместо него. Чем старше становится Джон, тем чаще их представления о правильных действиях расходятся. Поиски Скайнета тем временем приводят их к проекту Уивер и искусственному интеллекту, который может сыграть важную роль в будущей войне. Кэмерон тоже начинает меняться. Её поведение вызывает всё больше вопросов, а решения машины уже не всегда можно объяснить простой программой защиты Джона. Когда появляется возможность приблизиться к будущему и получить ответы, Джон решает рискнуть. Саре остаётся признать, что будущий лидер сопротивления уже начал самостоятельно выбирать путь, который однажды приведёт его к войне со Скайнетом.
