上一部中，超级电脑“天网”阻止人类抵抗领袖John Connor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（Robert Patrick 饰）从公元前2029年回到洛杉矶追杀已经长大的John Connor，与此同时，John也派出了机器人T-800 Model 101（Arnold Schwarzenegger 饰）回去保护年幼的自己。
此时，Sarah Connor（Linda Hamilton 饰）因为怪异的言行而住进了精神疗养院，John Connor（Edward Furlong 饰）则和养父母住在一起，行为叛逆。T-800 Model 101找到他们，在逃避T-1000追杀过程中，获得了二人的信任。
为了改变未来的历史，挽救人类的命运，Sarah Connor、John Connor和T-800 Model 101找到了“天网”之父，Dr. Peter Silberman（Earl Boen 饰），说服他销毁一切有关“天网”的资料，此时，警察和T-1000同时赶来，他们陷入了多方争斗中。