Nos encontramos en un futuro post-apocalíptico, año 2018, después de que el Día del Juicio. Después de que el apocalipsis que tiene hombres y robots se enfrentan, John Connor (Christian Bale, 'The Dark Knight') se ha convertido en el líder de la resistencia humana contra Skynet y su ejército de Terminators. Su visión del mundo, sin embargo, cuando se tambalea, aparece el padre de John Marcus Wright (Sam Worthington, "Avatar"), un extraño que sólo se recuerda haber estado en el corredor de la muerte y han estado con Kyle Reese (Anton Yelchin). Connor debe decidir si Marcus ha sido enviado desde el futuro o ha sido rescatado del pasado. Mientras Skynet prepara el asalto final, Connor y Marcus venture en una odisea que los lleva al centro de operaciones de Skynet. Donde descubren el terrible secreto detrás de la destrucción programada de toda la humanidad ...