Ambientada em 2018, a trama acompanha John Connor (Christian Bale), o homem destinado a liderar a resistência humana contra a Skynet e seu exército de Exterminadores. Mas o futuro no qual Connor foi criado para acreditar foi parcialmente alterado pela chegada de Marcus Wright (Sam Worthington), um estranho cuja última memória é a de estar no corredor da morte. Connor precisa entender se Marcus foi enviado do futuro ou resgatado do passado, se é aliado ou inimigo.