20世紀末，美國X-Army X公司開發了壹種先進的人工智能防禦系統“天網”。這臺計算機控制著導彈防禦系統，最初只是為了發展軍事。但沒過多久，在控制了美軍所有的武器系統後，天網就有了自我意識。覺醒的天網認定人類是其發展的威脅，於是轉而攻擊其創造者，決定使用各種大規模殺傷性武器，甚至核彈來毀滅人類。1997年8月29日，獲得自我意識的天網向俄羅斯發射核彈並激活核綁定，當天30億人死亡。後來幸存者稱這壹天為審判日。
2029年，被核武器摧毀的地球被計算機“天網”統治，人類幾乎全軍覆沒，壹半人死於核戰爭。殘存的人類在領袖凱特·康納的帶領下勇敢對抗計算機，力挽狂瀾。為了改變這壹切，“天網”制作了時間逆轉裝置，將終結者人形機器人T-800送回1984，殺死約翰的母親莎拉·寇娜，阻止約翰出生。約翰發現了這壹陰謀，攻占了實驗室，士兵卡洛斯自願通過時間通道回到1984保護莎拉。
T-800是壹個具有肌肉和血液等人類特征的機械戰士。它根據電話簿來到洛杉磯追捕壹個名叫莎拉·寇娜的女人，但真正的莎拉在危機中被卡洛斯救了。但警方以恐怖分子的身份逮捕了萊斯。沒有人相信萊斯所說的未來世界和戰爭，認為他瘋了。T-800闖入警局，警察簡直不堪壹擊。幸運的是，萊斯逃脫了，並把薩拉帶到了郊區。面對事實經驗，莎拉終於相信了萊斯。
在汽車旅館裏，萊斯向莎拉吐露了她長久以來的愛情，他們互相擁抱，然後上床睡覺。原來萊斯是約翰的父親。T-800發現了他們，Les和Sarah帶著完成的炸藥管逃走了。在追逐中，萊斯機智地炸毀了T-800駕駛的油罐車，油罐車被大火吞噬，萊斯卻身受重傷。但是T-800沒有被摧毀，它的人體外殼被燒掉了，露出了由微型計算機控制的合金機械骨架。T-800追著兩個人進了工廠，Les舍命用最後壹發炸藥摧毀T-800的下半身，但剩下的T-800依然不忘獵殺莎拉。最終，莎拉將T-800困在液壓機裏，壓成了壹堆廢鐵。半年後，未來的領袖將誕生。莎拉繼承了萊斯的遺產，為撫養兒子做好了各種準備。前面的路還很長…