工程师詹宁斯（本·阿弗莱克 Ben Affleck饰）是个高科技天才。他屡屡受聘于各种项目研究，获得丰厚酬劳，但为了高度保密，条件是完工后他必须被删掉大脑中的短期记忆。此次詹宁斯的任务报酬达到了天价，而他必须花费长达几年的时间投身于这个新产品研发。

上一部中，超级电脑“天网”阻止人类抵抗领袖约翰·康纳诞生的行动失败，时隔13年后，在“审判日”到来之前，“天网”派出了更加先进的生化机器人T-1000（罗伯特·帕特里克 饰）从公元2029年回到洛杉矶追杀已经长大的约翰，与此同时，约翰也派出了机器人T-800（阿诺· 施瓦辛格 饰）回去保护年幼的自己