O ano é 2018. O Dia do Julgamento Final já ocorreu, aniquilando a civilização moderna. Um exército de exterminadores vaga pela paisagem pós-apocalíptica, dizimando ou recolhendo seres humanos refugiados nas cidades abandonadas e nos desertos. Contudo, pequenos grupos de sobreviventes se organizaram e fundaram uma Resistência, cujos integrantes se escondem em bunkers subterrâneos e se arriscam em ataques estratégicos contra uma força inimiga numericamente superior. Controlados pela Skynet, uma rede de inteligência artificial que se tornou autossuficiente 14 anos antes, os exterminadores, da noite para o dia, se voltaram contra seus criadores, desencadeando a aniquilação nuclear de um mundo incauto. Um único homem previu o Julgamento final. Um homem, cujo destino sempre esteve atrelado ao destino da raça humana: John Connor (Christian Bale). Agora, o mundo está diante do futuro para o qual Connor foi preparado a sua vida inteira. Mas algo totalmente novo abalou sua crença de que a humanidade tem uma chance de vencer esse combate: a chegada de Marcus Wright (Sam Worthington), um desconhecido que surge do passado e cuja última lembrança é estar no corredor da morte antes de acordar nesse estranho mundo novo. Connor precisa decidir se Marcus é ou não confiável. Mas enquanto a Skynet cria novas estratégias para dar cabo da resistência de vez, Connor e Marcus precisam se entender para impedir o massacre — infiltrando-se na Skynet e enfrentando o inimigo cara a cara.