Sarah Connor, después del ataque del Terminator, se ha pasado los siguientes años preparando a su hijo John para que sea un líder militar para cuando las inteligencias artificiales se rebelen. Pero Sarah es encerrada en el ala de máxima seguridad de un hospital psiquiátrico porque nadie cree su historia sobre la futura rebelión de las máquinas, ni siquiera su hijo, y creen que padece un trastorno mental, siendo John asignado a una familia adoptiva. Mientras tanto, dos Terminators llegan enviados desde el futuro, uno de un nuevo modelo, el T-1000, para matar a John Connor cuando aún es un niño, y otro del mismo modelo que atacó a Sarah Connor, el T-800, reprogramado por el John Connor del futuro para que proteja a su yo del pasado.
El nuevo modelo de Terminator está hecho de metal líquido, lo que hace que se pueda transformar en objetos de su tamaño siempre que no sean máquinas complejas, lo que incluye imitar el aspecto de otras personas, y además puede recuperarse de todo tipo de daño. Se iniciará una persecución en la que el T-800 tendrá que proteger a John Connor mientras el T-1000 lo persigue de forma incansable y usa su capacidad de hacerse pasar por otras personas para tenderle trampas. John Connor decide rescatar a su madre del psiquiátrico mientras ésta ya estaba planeando su propia huida, ya que estaba preocupada por su hijo a raíz de que un grupo de policías le preguntaran por el T-800 tras haberse avistado en un centro comercial. John tendrá que ordenarle al T-800 que no use fuerza letal contra humanos, cosa que el Terminator no comprende, ya que su función como máquina es el asesinato y es ajeno a la moral humana. John también intentará que el Terminator se comporte de forma más humana intentando enseñarle una forma de hablar más natural mientras que el Terminator intenta entender a los seres humanos.
Los restos del Terminator que atacó a Sarah Connor acabaron en manos de la empresa que desarrollaría Skynet, la inteligencia artificial de uso militar que se rebelaría y destruiría a la humanidad provocando una guerra nuclear. Dentro de esta empresa, es Miles Dyson quien está intentando replicar el chip del Terminator y acabaría por crear a Skynet, así que habrá que dar con él para detenerlo y evitar el apocalipsis nuclear.
