Zehn Jahre sind vergangen, seit mit John Connors (Nick Stahl) Hilfe der Weltuntergang verhindert und die Menschheit vor ihrer Zerstörung bewahrt wurde. Heute, im Alter von 25 Jahren, führt Connor ein Leben am Rande der Gesellschaft - ohne Wohnung, Kreditkarten, Mobiltelefon und ohne Job. Es gibt keinen Hinweis auf seine Existenz: er hinterlässt keine Spur, die von Skynet verfolgt werden könnte - dem hoch entwickelten Netzwerk von Maschinen, die einst versucht hatten, ihn zu töten und Krieg gegen die Menschen zu führen. Bis der T-X (Kristanna Loken) aus dem Schatten der Zukunft tritt: Skynets bisher am höchsten entwickelte, tödliche Menschmaschine. T-X soll vollenden, was ihr Vorgänger T-1000 nicht ausführen konnte. Connors einzige Überlebenschance ist der Terminator (Arnold Schwarzenegger), die legendäre, einst auf ihn angesetzte Killermaschine. Ihnen bleibt nur wenig Zeit: Sie müssen T-X ausschalten - sonst ist die Apokalypse nicht aufzuhalten ...