進化し続ける敵、機械軍へ攻撃を仕掛けるサラ・コナー。『ターミネーター2』で、彼女は、少年時代の息子を殺しに未来から送られてきたターミネーターを打ち負かしたはずだった。だが今、息子のジョンと生きる世界は、非常に危険で混沌としている。犯罪者として逃亡生活を送る2人は、現在と未来から現れる敵に、いつ襲われるか分からないのだ。差し迫る“審判の日”の到来を阻止し、ジョンの運命を変えようとするサラ。人類の救世主になるさだめを自覚し始めるジョン。恐れを知らない美少女サイボーグのキャメロン。
　サラとジョンに困難が立ちはだかり、現在と未来が融合していくにつれて、親子の絆は強くなっていく。ジョンの伯父、デレク・リースは、2人の絆と闘いに どんな影響を及ぼすのか？　一方、クロマティの報復をまぬがれたエリソン捜査官は、サラの話を信じるようになり、真実の解明に必死になる。そしてエリソンの前に、その真実の鍵を握る人物、ゼイラ社の最高経営責任者であるキャサリン・ウィーバーが現れる。
　16歳の誕生日を“ジープの爆発”という衝撃的な出来事で迎えたジョン。そして、仲間であるキャメロンに異常が発生。ジョンはピンチに陥る。