2029年、ロサンゼルス。人類抵抗軍は敵である機械軍の中枢にとどめを刺そうとしていた。1997年の“審判の日”に機械軍が放った核ミサイルで30億人もの命が失われて以来、長く苦しかった反撃が遂に終わる。すべては“預言者”と呼ばれる抵抗軍のリーダー、ジョン・コナー（ジェイソン・クラーク）の指導の成果だった。ところがその直前、ジョンを出産する前の母サラ・コナーを抹殺するため、機械軍はターミネーターを1984年に時間転送装置で送り込んでいた。サラ抹殺を阻止するため、ジョンの右腕カイル・リース（ジェイ・コートニー）が過去への旅を志願する。1984年に到着した途端、T-1000ターミネーター（イ・ビョンホン）の襲撃を受けるカイル。その窮地を救ったのは、ただのウェイトレスに過ぎないはずのサラ・コナー（エミリア・クラーク）だった。歴史は書き換えられ、“2029年から送り込まれたターミネーターは私たちが倒した”と告げるサラ。彼女が“オジサン”と呼ぶ相棒は、外見は中年男ながら、“スカイネット”が殺人マシンとして量産したT-800ターミネーター（アーノルド・シュワルツェネッガー）だった。何者かに“サラを守れ”とプログラムされたT-800は、両親を殺された9歳のサラを救って以来、彼女を守りながら女戦士に育て上げたのだ。T-800の使命は、サラ・コナーを守り抜き、“審判の日”を阻止する事。そのためには、自我に目覚めて暴走する人工知能“ジェニシス”の起動を何としても止めなければならない。人類滅亡までのカウントダウンが迫る中、2人の前に立ちはだかる人間でも機械でもない第3の存在。最新最強のT-3000ターミネーターの正体は……？そして、人類の救世主は一体誰なのか……？