По сюжету, Сару Коннор, которую в фильме сыграла Эмилия Кларк (Emilia Clarcke), сыгравшая Дейенерис Таргариен в сериале «Игра престолов», с 9 лет воспитывает терминатор. Арнольд Шварценеггер (Arnold Schwarzenegger), как и прежде, играет роль терминатора, призванного защищать и готовить юную Сару к ее судьбе в восстании машин.
Что примечательно, в фильме терминатор Т-800 встретится со своей собственной копией, отправленной в оригинальном фильме, чтобы убить Коннор. Постаревшая версия терминатора будет сражаться с своей более молодой копией, т.е. Шварценеггер против Шварценеггера.
В фильме также снимаются Джай Кортни (Jai Courtney) в роли Кайла Риза, Джейсон Кларк (Джейсон Кларк) в роли Джона Коннора и Ли Бён Хон (Lee Byung-Hun) в роли знаменитого терминатора Т-1000.
