Ad apocalisse avvenuta, le macchine hanno ormai preso il sopravvento. John Connor(christian Bale, Il cavaliere oscuro), il leader prescelto della resistenza umana, non ha scelta: deve contrattaccare il devastante piano di Skynet si sterminare l'umanità. Mentre incinta il suo esercito sotterraneo di ribelli ad ultimo, disperato scontro, Connor si rende conto che per salvare il futuro deve prima soccorrere suo padre, Kyle Reese(anton Yelchin, Star Trek). Ma la scoperta più sconvolgente è l'arrivo di Marcus Wright(sam Worthington, Avatar) un misterioso straniero proveniente dal passato che sfida Connor a compiere una scelta impossibile che determinerà il futuro della razza umana e li condurrà entrambi nel cuore delle operazioni del nemico.