Über zwei Jahrzehnte sind vergangen, seit Sarah Connor den Tag der Abrechnung verhindert, die Zukunft verändert und das Schicksal der Menschheit neu geschrieben hat. Dani Ramos (Natalia Reyes) lebt zusammen mit ihrem Bruder (Diego Boneta) und ihrem Vater ein einfaches Leben in Mexiko City, als ein hochentwickelter, tödlicher neuer Terminator - ein Rev-9 (Gabriel Luna) - zurück durch die Zeit reist, um sie aufzuspüren und zu töten. Danis Leben liegt nun in den Händen von zwei Kämpferinnen, mit denen sie sich verbündet: Grace (Mackenzie Davis), eine weiterentwickelte Super-Soldatin aus der Zukunft, und die kampferprobte Sarah Connor (Linda Hamilton). Als der Rev-9 auf der Jagd nach Dani alles und jeden vernichtet, der ihm in die Quere kommt, werden die drei Frauen zu einem T-800 (Arnold Schwarzenegger) aus Sarahs Vergangenheit geführt, der ihre letzte Hoffnung sein könnte.
