Od chvíle, kdy se Johnu Connorovi (Nick Stahl) podařilo odvrátit soudný den a zachránit lidstvo před vyhlazením, uplynulo deset let. Nyní dvaadvacetiletý Connor žije mimo obvyklé zvyklosti - bez domova, bez kreditních karet, bez mobilního telefonu a bez práce. Bez jakýchkoliv záznamů o své existenci. Způsobem, který znemožňuje, aby jej vystopoval Skynet.

Ze stínů budoucnosti však jednoho dne vystoupí T-X (Kristianna Loken), dosud nejvyspělejší vražedný stroj Skynetu, který byl vyslán z budoucnosti, aby dokončil práci svého předchůdce T-1000. Ve své lidské podobě je T-X stejně krásná, jako je ve skutečnosti nelítostná. A je mnohonásobně silnější, nebezpečnější a destruktivnější než kterýkoliv Terminátor, který přišel před ní.

Tentokrát však není jediným cílem Skynetu John Connor. Nic netušící veterinářka Kate Brewster (Claire Danes) se brzy stane svědkem toho, jak její dávná minulost a nadějná současnost ústí v nepředstavitelnou budoucnost. Pokud ovšem dokáže uniknout vražedné T-X. Když si Connor a Kate uvědomí, že do příchodu soudného dne zbývají pouze tři hodiny, jejich jedinou nadějí na přežití se stává replika Terminátora (Arnold Schwarzenegger) - tajemného a nyní již zastaralého robota, který se Connora v minulosti pokoušel zabít. Společnými silami musí zvítězit nad technologicky vyspělejší T-X a odvrátit tak hrozbu soudného dne… nebo odsoudit celé lidstvo k záhubě.