上一部中，超級電腦“天網”阻止人類抵抗領袖約翰·康納誕生的行動失敗，時隔13年后，在“審判日”到來之前，“天網”派出了更加先進的生化機器人T-1000（羅伯特·帕特里克 飾）從公元2029年回到洛杉磯追殺已經長大的約翰，與此同時，約翰也派出了機器人T-800（阿諾· 施瓦辛格 飾）回去保護年幼的自己。 此時，薩拉·康納（琳達·漢密爾頓 飾）因為怪異的言行而住進了精神療養院，約翰則和養父母住在一起，行為叛逆。T-800找到他們，在逃避T-1000追殺過程中，獲得了二人的信任。
為了改變未來的歷史，挽救人類的命運，薩拉、約翰和T-800 Model 101找到了“天網”之父，邁爾斯·戴森（喬·莫頓 飾），說服他銷毀一切有關“天網”的資料，此時，警察和T-1000同時趕來，他們陷入了多方爭斗中。