Hace 10 años que John Connor (Nick Stahl) ayudó a salvar a la humanidad de la destrucción. Con 25 años, Connor vive "desconectado": sin domicilio, tarjetas de crédito, celular ni trabajo. Skynet, la red de máquinas de alta tecnología que trató de matarlo y ganar la batalla contra la humanidad, no lo puede localizar. Hasta que aparece T-X (Kristanna Loken), la máquina de matar más sofisticada de Skynet. Tras viajar en el tiempo para terminar el trabajo que empezó su predecesor, esta máquina es tan implacable como hermosa es su apariencia humana. Ahora la única esperanza de Connor es el Terminator (Arnold Schwarzenegger), su antiguo asesino misterioso. Juntos deben vencer a T-X, tecnológicamente superior, y evitar la lúgubre amenaza del Día del Juicio... o ver cómo desaparece la civilización tal y como la conocemos.