Berlatar tahun 2018, John Connor (Christian Bale), pria yang ditakdirkan memimpin para pemberontak melawan Skynet beserta bala tentara Penghancurnya. Namun Connor bimbang saat Marcus Wright (Sam Worthington), sosok asing yang kehilangan ingatan dengan tubuh yang sesungguhnya telah mati hadir di kelompoknya.
Connor harus memutuskan apakah Marcus dikirim dari masa depan, atau selamat dari masa lalu. Saat Skynet bersiap menghancurkan bumi, Connor dan Marcus bekerjasama masuk ke pusat operasi Skynet dimana mereka menemukan rahasia dibalik kehancuran manusia.
